Autor Tema: Relaciones de recurrencia

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24 Marzo, 2015, 04:39 pm
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daniiy

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Hola.

\( S_n = S_{n-1} + n \)
\( S_1 = 2 \)

A partir de esta sucesión..
a) En primer lugar, que es una ecuación de recurrencia homogénea?
b) ¿Cómo sé que tengo que usar en este ejrcicio el "método" de la solución Homogenea y la Particular? Creo que el "método" se llama Ecuacuón de recurrencia lineal de orden k con coeficientes constantes y no homogénea.
c) Entiendo como resolver, la ecuación homogénea cuando en sucesiones del tipo de la de Fibonacci, que es de orden 2, pero en este ejemplo no entiendo por qué hay que resolver \( S_ n = S_{n-1} \), y por qué la solución es una constante A.
d) Respecto a la ecuación particular, sí que no tengo ni idea de cómo se halla.

Saludos

24 Marzo, 2015, 04:59 pm
Respuesta #1

Luis Fuentes

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Hola

Hola.

\( S_n = S_{n-1} + n \)
\( S_1 = 2 \)

A partir de esta sucesión..
a) En primer lugar, que es una ecuación de recurrencia homogénea?
b) ¿Cómo sé que tengo que usar en este ejrcicio el "método" de la solución Homogenea y la Particular? Creo que el "método" se llama Ecuacuón de recurrencia lineal de orden k con coeficientes constantes y no homogénea.
c) Entiendo como resolver, la ecuación homogénea cuando en sucesiones del tipo de la de Fibonacci, que es de orden 2, pero en este ejemplo no entiendo por qué hay que resolver \( S_ n = S_{n-1} \), y por qué la solución es una constante A.
d) Respecto a la ecuación particular, sí que no tengo ni idea de cómo se halla.

Me sorprenden todas tus preguntas. Son teoría standard de ecuaciones lineales de recurrencia que vienen en cualquier libro sobre el tema. Por ejemplo en alguna estas notas:

http://www.x.edu.uy/inet/Ecuaciones_recurrencia_INET.pdf

https://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/gallardo/cap6-recurrencias.pdf

Échales un vistazo e intenta responder por ti mismo a alguna de tus preguntas. Es casi imposible que de esas notas no seas capaz de sacar nada en limpio.

Saludos.

24 Marzo, 2015, 05:19 pm
Respuesta #2

daniiy

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He leido tu primer enlace y he visto que una sucesión es homogénea cuando la sucesión conocida vale 0, la verdad que no entiendo cuándo ocurre eso... Ya que supuestamente la sucesión:
\( a_n = A a_{n-1} \)
\( a_1=B \)
es homogénea, según tengo de mis apuntes de clase.

24 Marzo, 2015, 05:22 pm
Respuesta #3

Luis Fuentes

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Hola

He leido tu primer enlace y he visto que una sucesión es homogénea cuando la sucesión conocida vale 0, la verdad que no entiendo cuándo ocurre eso... Ya que supuestamente la sucesión:
\( a_n = A a_{n-1} \)
\( a_1=B \)
es homogénea, según tengo de mis apuntes de clase.

La ecuación de recurrencia es:

\( a_n=Aa_{n-1} \)

Lo otro, \( a_1=B \) son las condiciones iniciales.

Es homogénea porque todos los términos son combinaciones lineales de términos \( a_{n-k} \) de la sucesión de iterantes.

Si fuese:

\( a_n=Aa_{n-1}+\color{red}5\color{black} \)

ó

\( a_n=Aa_{n-1}+\color{red}5n\color{black} \)

ó

\( a_n=Aa_{n-1}+\color{red}e^n\color{black} \)

ya no serían homogéneas. El término marcado en rojo no es combinación lineal de términos de la forma \( a_{n-k}.  \)

Saludos.

24 Marzo, 2015, 05:48 pm
Respuesta #4

daniiy

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Vale, entendido.
Sin embargo, la cuestión c) que te propuse, sigo sin entenderla, ya que no he visto en el documento ningún ejemplo de este estilo. (\( S_n = S_{n-1} + n \))
Y respecto a la solución particular, he visto que hay distintas maneras para resolverlo, pero no encuentro ninguna que se parezca al método que siguió mi profesor, el cual quiero seguir, más que nada para entender los demás ejercicios que hizo. El primero llega a una solución, y luego con esta solución, la sustituye en la sucesión de arriba y a partir de ahí saca las constantes alfa y beta. Dejo el paso que hizo antes de sustituir:
\( S_ n=1^n n (\alpha + \beta n) \)

Saludos

24 Marzo, 2015, 06:02 pm
Respuesta #5

Luis Fuentes

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Hola

Vale, entendido.
Sin embargo, la cuestión c) que te propuse, sigo sin entenderla, ya que no he visto en el documento ningún ejemplo de este estilo. (\( S_n = S_{n-1} + n \))

Pues como se dice coloquialmente "te van a comer" los ejemplos. Página 5 de aquí:

http://www.x.edu.uy/inet/Ecuaciones_recurrencia_INET.pdf

En la página 6 viene una tabla para decidir como elegir una solución particular. En tu caso dado que \( b_n=n \) y la solución de la homogéna asociada son las constantes, busca una solución particular de la forma \( s_n=n(An+B) \).

Saludos.

24 Marzo, 2015, 06:18 pm
Respuesta #6

daniiy

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Pero lo primero que pregunté (respecto a mi duda c), es respecto a la solución homogénea, no a la particular...
En cuanto a mi segunda duda que puse, veo la tabla, veo que sale que en caso de ser una n aparece An+b, pero sigo sin entender lo que me has escrito.

Guiándome en lo de la página 5, el ejemplo 2, he desarrollado lo siguiente:
\( An+B-(A(n-1)+B) = n \), pero sólo consigo llegar a \( A=n \), y todo este desarrollo no tiene nada que ver con lo que escribí de lo que llegó mi profesor en mi anterior mensaje

24 Marzo, 2015, 07:28 pm
Respuesta #7

Luis Fuentes

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Hola

Pero lo primero que pregunté (respecto a mi duda c), es respecto a la solución homogénea, no a la particular...

La homogéna asociada a la dada se obtiene eliminando el término donde no aparecen los \( a_{n-k}. \)

Es decir en tu caso:

\( S_n-S_{n-1}=0 \)

El polinomio característico de la ecuación es:

\( x-1=0 \)

su raíz es \( 1 \). Por tanto la solución general de la homogénea es:

\( S_n=(1)^n\cdot k=k \) para cualquier constante \( k \)

Citar
En cuanto a mi segunda duda que puse, veo la tabla, veo que sale que en caso de ser una n aparece An+b, pero sigo sin entender lo que me has escrito.

En la tabla si el término independiente es \( n \) entonces la solución particular es de la forma \( An+B \). Pero... ¡ojo! (no viene muy bien explicado) si alguno de esos términos de la solución particular lo es de la homogénea, entonces debe de multiplicarse por la menor potencia de \( n \) que soluciona el problema.

En nuestro caso dado que hemos visto que las constantes son solución de la homogéna \( B \) es solución de esa ecuación. Por tanto como candidato a solución particular tomamos \( s_n=n(An+B). \)

Susituyendo en la ecuación queda:

\( n(An+B)=(n-1)(A(n-1)+B)+n \)

simplificando:

\( An^2+Bn=An^2+(1-2A+B)n+A-B \)

De ahí:

\( B=1-2A+B \)
\( 0=A-B \)

Deducimos \( A=1/2 \) y \( B=1/2 \).

La solución general queda:

\( S_n=\dfrac{1}{2}n^2+\dfrac{1}{2}n+k \) para cualquier \( k \) constante

Si impones la condición inicial \( S_1=2 \) queda:

\( 2=\dfrac{1}{2}1^2+\dfrac{1}{2}+k \)

de donde \( k=1 \) y así la solución queda:

\( S_n=\dfrac{1}{2}n^2+\dfrac{1}{2}n+1 \)

Saludos.

24 Marzo, 2015, 08:42 pm
Respuesta #8

daniiy

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Respecto a lo primero, queda entendido, pero, si x hubiera valido 2, la solución hubiera sido \( (2)^n . k \) ?

Respecto a lo segundo, con que uno de los términos de la solución particular lo es de la homogénea, te refieres a que en la homogénea, la solución es una constante B, y al ser el término independiente "n", la solución particular es de la forma An+B, pero como B es solución de la ecuación homogénea, entonces multiplicamos por n? Espero haberme explicado, vaya trabalenguas... Pero qué nos tendría que salir en la solución homogénea para no multiplicar por "n" ?

24 Marzo, 2015, 09:23 pm
Respuesta #9

Luis Fuentes

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Hola

Respecto a lo primero, queda entendido, pero, si x hubiera valido 2, la solución hubiera sido \( (2)^n . k \) ?

Si.

Citar
Respecto a lo segundo, con que uno de los términos de la solución particular lo es de la homogénea, te refieres a que en la homogénea, la solución es una constante B, y al ser el término independiente "n", la solución particular es de la forma An+B, pero como B es solución de la ecuación homogénea, entonces multiplicamos por n? Espero haberme explicado, vaya trabalenguas...

Si.

Citar
Pero qué nos tendría que salir en la solución homogénea para no multiplicar por "n" ?

Pues por ejemplo si como dices al principio la homogénea tuviese por solución \( 2^nk  \) entonces ni \( B \) ni \( An \) serían solución de la homogéna

Saludos.

P.D. Perdona que sea pesado con esto, pero me sorprende que en una teoría tan mecánica como es la de las ecuaciones lineales en recurrencia no te hayan dado unos apuntes o un libro que seguir.