Autor Tema: Ejercicio ecuación recurrente no homogénea

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11 Abril, 2011, 11:14 am
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zenon

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Hola,

 Estoy intentando resolver la siguiente ecuación no homogénea:


\( X_n=-8x_{n-1}+20x_{n-2}6x_{n-3}=-3n^2 \)


 Una vez ya tengo la ecuación característica hago factor común
mediante ruffini y obtengo las raices del polinomio que son:


\( (t-4)*(t-2)^2 \)

 Es decir 4 y 2 con multiplicidad 2. Mi duda está en cuando paso
esas raices para tener la solución general no se si lo hago en el
orden correcto, pongo ejemplo:

\( X_n=\alpha(4)^n+\beta(2)^n-1+\gamma(n-1)(2)^n \)

\( X_n=\alpha(2)^n+\beta(2)^n-1+\gamma(n-1)(4)^n \)

No se cual de las dos seria la correcta.

 Luego como el termino de la ecuación no es homogéneo es \( -3x^2 \)
de grado 2 pues esayo con una ecuación del tipo: \( X_{n}=a_{0}+a_{1}n+a_{2}n  \)
o podria ser \( X_{n}=a_{0}+a_{1}n+a_{2}n^2  \)

Gracias de antemano



11 Abril, 2011, 10:02 pm
Respuesta #1

Héctor Manuel

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Corrige la sucesión.  Tal como la has puesto ( el producto de \( x_{n-2} \) con \( x_{n-3} \)), la recurrencia no es lineal, y por lo tanto no aplica el método que propones no aplica.  A demás, qué pasa con ese "=3"?

Saludos.

12 Abril, 2011, 09:34 am
Respuesta #2

zenon

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Corrige la sucesión.  Tal como la has puesto ( el producto de \( x_{n-2} \) con \( x_{n-3} \)), la recurrencia no es lineal, y por lo tanto no aplica el método que propones no aplica.  A demás, qué pasa con ese "=3"?

Saludos.

Hola,

 Disculpa, puse mal la ecuación. Lo pongo todo de nuevo:

Ecuación recurrente no homogénea:

\(  X_{n} = -8x_{n-1} + 20x_{n-2} - 16x_{n-3} = -3n^2  \)

Resuelvo y saco la ecuación característica:

\( t^3 - 8t^2 + 20t - 16 = 0 \)

Mediante Ruffini busco las raices del polinómio y obtengo:

\( (t-4)(t-2)^2 \)

Sus raices son 4 y 2 esta última con multiplicidad 2.

La solución general és:

\(  X_{n} = \alpha(4)^n + \beta*n(2)^n-1 + \gamma*n(n-1)(2)^n \)

Como es una ecuación no homogénea, la parte no homogénea de la ecuación:

\(  X_{n} = -8x_{n-1} + 20x_{n-2} - 16x_{n-3} = 3n^2  \)

En este caso \(  -3n^2  \) es un polinomio de grado 2 entonces se puede
ensayar una solución particular del tipo:

\(  X_{n} = a_{0} + a_{1}n + a_{2}n^2  \)

Seguidamente se sustituye:

\( -8x_{n-1} = -8(a_{0} + a_{1}(n-1) +  a_{1}(n-1)^2) \)
\( 20x_{n-2} = 20(a_{0} + a_{1}(n-2) + a_{1}(n-2)^2) \)
\( -16x_{n-3} = -16(a_{0} + a_{1}(n-2) + a_{1}(n-3)^2) \)

Se obtiene la siguiente ecuación para desarrollar:

\(  (c_{0} + c_{1}n + c_{2}n^2) -8(a_{0} + a_{1}(n-1) +  a_{1}(n-1)^2) + 20(a_{0} + a_{1}(n-2) + a_{1}(n-2)^2) -16(a_{0} + a_{1}(n-2) + a_{1}(n-3)^2) = -3n^2  \)

Se desarrolla y se obtiene:

\( -109a_{2}n^2 + (-3a_{1} + 113a_{2})n + (-3a_{0} + 16a_{1} - 72a_{2}) + 3n^2 = 0 \)

Se igualan los términos del mísmo orden y se obtiene el sisguiente sistema:

-109a_{2} = -3
-3a_{1} + 113a_{2} = 0
-3a_{0} + 16a_{1} - 72a_{2} = 0

¿Está correcto el ejercicio?

Muchísimas gracias por tu tiempo y ayuda


12 Abril, 2011, 04:59 pm
Respuesta #3

Héctor Manuel

  • Lathi
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Disculpa, puse mal la ecuación. Lo pongo todo de nuevo:

Ecuación recurrente no homogénea:

\(  X_{n} \color{red}=\color{black} -8x_{n-1} + 20x_{n-2} - 16x_{n-3} \color{red}= \color{black}-3n^2  \)


Creo que sigue mal.  Nota que tienes dos signos de igualdad.  Seguro uno de ellos no debe estar.

Saludos.