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. $$a_{n+1}-a_{n}=d \;\;\;(d\, は定数)$$ 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. 漸化式 階差数列. 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.
これは等比数列の特殊な場合と捉えるのが妥当かもしれない. とにかく先に進もう. ここで等比数列の一般項は
初項 $a_1$, 公比 $r$ の等比数列 $a_{n}$ の一般項は
a_{n}=a_1 r^{n-1}
である. これも自分で 証明 を確認されたい. 階差数列の定義は, 数列$\{a_n\}$に対して隣り合う2つの項の差
b_n = a_{n+1} - a_n
を項とする数列$\{b_n\}$を数列$\{a_n\}$の階差数列と定義する. 階差数列の漸化式は, $f(n)$を階差数列の一般項として, 次のような形で表される. a_{n + 1} = a_n + f(n)
そして階差数列の 一般項 は
a_n =
\begin{cases}
a_1 &(n=1) \newline
a_1 + \displaystyle \sum^{n-1}_{k=1} b_k &(n\geqq2)
\end{cases}
となる. これも 証明 を確認しよう. 漸化式を10番目まで計算することをPythonのfor文を使ってやりたいの... - Yahoo!知恵袋. ここまで基本的な漸化式を紹介してきたが, これらをあえて数値解析で扱いたいと思う. 基本的な漸化式の数値解析
等差数列
次のような等差数列の$a_{100}$を求めよ. \{a_n\}: 1, 5, 9, 13, \cdots
ここではあえて一般項を用いず, ひたすら漸化式で第100項まで計算することにします. tousa/iterative. c
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タイプ: 難関大対策 レベル: ★★★★ 難易度がやや高く,教えるのも難しいタイプです. $f(n)$ を取り急ぎ階比数列と当サイトでは呼ぶことにします. 例題と解法まとめ 例題 2・8型(階比型) $a_{n+1}=f(n)a_{n}$ 数列 $\{a_{n}\}$ の一般項を求めよ. $a_{1}=2$,$a_{n+1}=\dfrac{n+2}{n}a_{n}$ 講義 解法ですがなんとか, $\boldsymbol{n}$ のナンバリングの対応が揃うように変形します(ここが慣れが必要で難しい). 漸化式 階差数列利用. 今回は両辺 $(n+1)(n+2)$ で割ると $\dfrac{a_{n+1}}{(n+1)(n+2)}=\dfrac{a_{n}}{n(n+1)}$ となり,右辺の $n$ のナンバリングを1つ上げたものが左辺になります. 上で $b_{n}=\dfrac{a_{n}}{n(n+1)}$ とおくと $b_{n+1}=b_{n}$ となるので,$b_{n}$,$a_{n}$ の順に一般項を出せます. 解答 両辺 $(n+1)(n+2)$ で割ると ここで $b_{n}=\dfrac{a_{n}}{n(n+1)}$ とおくと $b_{n+1}=b_{n}=b_{n-1}=\cdots=b_{1}=\dfrac{a_{1}}{1\cdot2}=1$ となるので $a_{n}=n(n+1)b_{n}$ $\therefore \ \boldsymbol{a_{n}=n(n+1)}$ 解法まとめ $a_{n+1}=f(n)a_{n}$ の解法まとめ ① なんとか $\boldsymbol{n}$ のナンバリングの対応が揃うように変形します $g(n+1)a_{n+1}=p \cdot g(n)a_{n}$ ↓ ② $b_{n}=g(n)a_{n}$ とおいて,$\{b_{n}\}$ の一般項を出す. ③ $\{a_{n}\}$ の一般項を出す. 練習問題 練習 (1) $a_{1}=2$,$na_{n+1}=\dfrac{1}{3}(n+1)a_{n}$ (2) $a_{1}=\dfrac{7}{2}$,$(n+2)a_{n+1}=7na_{n}$ (3) $a_{1}=1$,$a_{n}=\left(1-\dfrac{1}{n^{2}}\right)a_{n-1}$ $(n\geqq 2)$ 練習の解答
漸化式$b_{n+1}=rb_n$が成り立つ. 数列$\{b_n\}$は公比$r$の等比数列である. さて,公比$d$の等比数列$\{a_n\}$の一般項は でしたから, 今みた定理と併せて漸化式$b_{n+1}=rb_n$は$(**)$と解けることになりますね. 具体例 それでは具体例を考えましょう. $a_1=1$を満たす数列$\{a_n\}$に対して,次の漸化式を解け. $a_{n+1}=a_n+2$ $a_{n+1}=a_n-\frac{3}{2}$ $a_{n+1}=2a_n$ $a_{n+1}=-a_n$ ただ公式を適用しようとするのではなく,それぞれの漸化式を見て意味を考えることが大切です. 2を加えて次の項に移っているから公差2の等差数列 $-\frac{3}{2}$を加えて次の項に移っているから公差$-\frac{3}{2}$の等差数列 2をかけて次の項に移っているから公比2の等比数列 $-1$をかけて次の項に移っているから公比$-1$の等比数列 と考えれば,初項が$a_1=1$であることから直ちに漸化式を解くことができますね. (1) 漸化式$a_{n+1}=a_n+2$より数列$\{a_n\}$は公差2の等差数列だから,一般項$a_n$は初項$a_1$に公差2を$n-1$回加えたものである. よって,一般項$a_n$は である. (2) 漸化式$a_{n+1}=a_n-\frac{3}{2}$より公差$-\frac{3}{2}$の等差数列だから,一般項$a_n$は初項$a_1$に公差$-\frac{3}{2}$を$n-1$回加えたものである. 【受験数学】漸化式一覧の解法|Mathlize. (3) 漸化式$a_{n+1}=2a_n$より公比2の等比数列だから,一般項$a_n$は初項$a_1$に公比2を$n-1$回かけたものである. (4) 漸化式$a_{n+1}=-a_n$より公比$-1$の等比数列だから,一般項$a_n$は初項$a_1$に公比$-1$を$n-1$回かけたものである. 次の記事では,証明で重要な手法である 数学的帰納法 について説明します.
上のシミュレーターで用いた\( a_{n+1} = \displaystyle b \cdot a_{n} +c \)は簡単な例として今回扱いましたが、もっと複雑な漸化式もあります。例えば \( a_{n+1} = \displaystyle 2 \cdot a_{n} + 2n \) といった、 演算の中にnが出てくる漸化式等 があります。これは少しだけ解を得るのが複雑になります。 また、別のタイプの複雑な漸化式として「1つ前だけでなく、2つ前の数列項の値も計算に必要になるもの」があります。例えば、 \( a_{n+2} = \displaystyle 2 \cdot a_{n+1} + 3 \cdot a_{n} -2 \) といったものです。これは n+2の数列項を求めるのに、n+1とnの数列項が必要になるものです 。前回の数列計算結果だけでなく、前々回の結果も必要になるわけです。 この場合、漸化式と合わせて初項\(a_1\)だけでなく、2項目\(a_2\)も計算に必要になります。何故なら、 \( a_{3} = \displaystyle 2 \cdot a_{2} + 3 \cdot a_{1} -2 \) となるため、\(a_1\)だけでは\(a_3\)が計算できないからです。 このような複雑な漸化式もあります。こういったものは後に別記事で解説していく予定です!(. _. ) [関連記事] 数学入門:数列 5.数学入門:漸化式(本記事) ⇒「数列」カテゴリ記事一覧 その他関連カテゴリ
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橋口葉 ドビュッシー「版画」より"雨の庭" Debussy:Estampes "Jardins sous la pluie" - YouTube
フランス近代音楽を代表する作曲家であり、斬新な作曲技法により20世紀音楽の扉を開いたといわれるクロード・ドビュッシー(1862~1918)。没後100年を迎えた2018年、記念のコンサートやCDの企画に取り組むピアニスト・文筆家の青柳いづみこさんに、ドビュッシーへの思いと当時の文化的な背景、パリの芸術家たちとの交友などについてうかがいました。 話し手 青柳いづみこ ピアニスト・文筆家 安川加壽子、ピエール・バルビゼの各氏に師事。フランス国立マルセイユ音楽院首席卒業、東京藝術大学大学院博士課程修了。武満徹・矢代秋雄・八村義夫作品を集めた『残酷なやさし... 聞き手・文 工藤啓子 編集ライター 東京都出身。出版社勤務ののちフリーの編集ライターに。音楽を中心として、書籍や雑誌の企画・編集・執筆にいそしむ。『ブルクミュラー25の不思議』『名ピアニストたちとの出会...
なんとわずか3つの重音で、メゾフォルテからフォルテへいきますよ。だから、うんとハジケちゃいましょう!