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再帰(さいき)は、あるものについて記述する際に、記述しているものそれ自身への参照が、その記述中にあらわれることをいう。 引用: Wikipedia 再帰関数 実際に再帰関数化したものは次のようになる. tousa/recursive. c /* プロトタイプ宣言 */ int an ( int n); printf ( "a[%d] =%d \n ", n, an ( n)); /* 漸化式(再帰関数) */ int an ( int n) if ( n == 1) return 1; else return ( an ( n - 1) + 4);} これも結果は先ほどの実行結果と同じようになる. 引数に n を受け取り, 戻り値に$an(n-1) + 4$を返す. これぞ漸化式と言わんばかりの形をしている. 私はこの書き方の方がしっくりくるが人それぞれかもしれない. 等比数列 次のような等比数列の$a_{10}$を求めよ. \{a_n\}: 1, 3, 9, 27, \cdots これも, 普通に書くと touhi/iterative. c #define N 10 an = 1; an = an * 3;} 実行結果は a[7] = 729 a[8] = 2187 a[9] = 6561 a[10] = 19683 となり, これもあっている. 漸化式 階差数列型. 再帰関数で表現すると, touhi/recursive. c return ( an ( n - 1) * 3);} 階差数列 次のような階差数列の$a_{10}$を求めよ. \{a_n\}: 6, 11, 18, 27, 38\cdots 階差数列の定義にしたがって階差数列$(=b_n)$を考えると, より, \{b_n\}: 5, 7, 9, 11\cdots となるので, これで計算してみる. ちなみに一般項は a_n = n^2 + 2n + 3 である. kaisa/iterative. c int an, bn; an = 6; bn = 5; an = an + bn; bn = bn + 2;} a[7] = 66 a[8] = 83 a[9] = 102 a[10] = 123 となり, 一般項の値と一致する. 再帰で表現してみる. kaisa/recursive. c int bn ( int b); return 6; return ( an ( n - 1) + bn ( n - 1));} int bn ( int n) return 5; return ( bn ( n - 1) + 2);} これは再帰関数の中で再帰関数を呼び出しているので, 沢山計算させていることになるが, これくらいはパソコンはなんなくやってくれるのが文明の利器といったところだろうか.
今回はC言語で漸化式と解く. この記事に掲載してあるソースコードは私の GitHub からダウンロードできます. 必要に応じて活用してください. Wikipediaに漸化式について次のように書かれている. 数学における漸化式(ぜんかしき、英: recurrence relation; 再帰関係式)は、各項がそれ以前の項の関数として定まるという意味で数列を再帰的に定める等式である。 引用: Wikipedia 漸化式 数学の学問的な範囲でいうならば, 高校数学Bの「数列」の範囲で扱うことになるので, 知っている人も多いかと思う. 漸化式の2つの顔 漸化式は引用にも示したような, 再帰的な方程式を用いて一意的に定義することができる. しかし, 特別な漸化式において「 一般項 」というものが存在する. ただし, 全ての漸化式においてこの一般項を定義したり求めることができるというわけではない. 基本的な漸化式 以下, $n \in \mathbb{N}$とする. 一般項が簡単にもとまるという点で, 高校数学でも扱う基本的な漸化式は次の3パターンが存在する 等差数列の漸化式 等比数列の漸化式 階差数列の漸化式 それぞれの漸化式について順に書きたいと思います. 等差数列の漸化式は以下のような形をしています. 漸化式 階差数列 解き方. $$a_{n+1}-a_{n}=d \;\;\;(d\, は定数)$$ これは等差数列の漸化式でありながら, 等差数列の定義でもある. この数列の一般項は次ののようになる. 初項 $a_1$, 公差 $d$ の等差数列 $a_{n}$ の一般項は $$ a_{n}=a_1+(n-1) d もし余裕があれば, 証明 を自分で確認して欲しい. 等比数列の漸化式は a_{n+1} = ra_n \;\;\;(r\, は定数) 等差数列同様, これが等比数列の定義式でもある. 一般に$r \neq 0, 1$を除く. もちろん, それらの場合でも等比数列といってもいいかもしれないが, 初項を$a_1$に対して, 漸化式から $r = 0$の場合, a_1, 0, 0, \cdots のように第2項以降が0になってしまうため, わざわざ, 等比数列であると認識しなくてもよいかもしれない. $r = 1$の場合, a_1, a_1, a_1, \cdots なので, 定数列 となる.
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