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[科普中国]-递推列

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递推列(recursive sequence)亦称递归列,指由前面的项能推出后面的项的数列,线性递推列是特殊的递推列。例如等差数列与等比数列就是递推列,也是线性递推列1。

基本介绍递推列指由前面的项能推出后面的项的数列,对所有n>p,满足形如an=f(an-1,an-2,…,an-p)的关系式的序列{an},其中f为某个函数。p是某个固定的正整数,a1,a2,…,ap为已知数,p称为这个递推列的阶数,上述关系式称为递推公式,给定a1,a2,…,ap,可以从它得到所有an。

形如an+c1an-1+c2an-2+…+cpan-p=0(c1,c2,…,cp是常数)的递推公式称为线性递推公式,相应的序列称为线性递推列,最简单的递推列是一阶递推列,即满足an=f(an-1)的序列{an},它又称迭代列。等差数列与等比数列都是线性的迭代列1。

根据以上定义,将F和V均取为Q,则我们熟悉的Fibonacci序列是线性递推列,构成它的一个特征多项式。我们知道,对于一个线性递推列,在已知其特征多项式及最初的几个取值时,可以通过递推的方法快速计算其后继序列,下面我们举一些线性代数中涉及的线性递推列的例子,它们在后而的算法中扮演了重要角色2。

相关介绍【例1】本例给出线性代数中一些熏要的线性递推列,这里最关键的是利用了线性代数中的Caley-Hamilton定理[,以下F均表示一般域。

1.取V=Fn×n,A∈V为任意方阵,则为线性递推列,A的极小多项式与特征多项式都是a的特征多项式。

2.设V=Fn,A∈Fn×n,b∈Fn为任意向量,注意到(Ai)的任意特征多项式也将(Aib)化为零,故(Ajb)也为线性递推列。由a的元素生成的V中的线性子空间称为A与b的Krylov子空间。

3.设V=Fn,A∈Fn×n,b,u∈Fn为V中的任意向量,则(Aib)的任意特征多项式同样将(uTAib)化为零,故(uTAi)b也为线性递推列2。

本词条内容贡献者为:

胡建平 - 副教授 - 西北工业大学