组合数学答案
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2.1 求序列{0,1,8,27,…3n …}的母函数。
解:
()()
++++++=++++++=n
n n x n x x x x G x a x a x a x a a x G 3
3
2
3322102780
()0
464143213
13
=+-+--==-----n n n n n n n a a a a a n a n a
左右同乘再连加:
464:
0464:0
464:
0464:4321543211123455012344=+-+-=+-+-=+-+-=+-+-----------n n n n n n n n n n n n a a a a a x a a a a a x a a a a a x a a a a a x
母函数:
2.2 已知序列()()3433{,,……()3
3,,n +……},求母函数。 解:的第k 项为:11()k n n +-- ,对于本题,n=4,
∴母函数为:
2.3 已知母函数G (X )= ,求序列{ n a }
解:G (X )==
从而有: ⎩⎨
⎧-==⇒⎩⎨⎧=-=+47
78963B A B A B A G (X )=
G (X )=7)999x (13322 ++++x x -
4))6((-6)(-6)x (13322 +-+++x x
n a =7*n )6(*49n -- 2.4.已知母函数,求对应的序列{}n a 。
解:母函数为
A B
G(x)17x 18x
A(18x)B(17x)39x
=
+
+--++=-令
解得:A=2 B=1
所以 i
i i 0i 0
21G(x)2*(7x)(8x)17x 18x ∞∞
===
+=-++-∑∑ n n n a 2*(7)8=-+
2.5 设n n F G 2=,其中F n 是第n 个Fibonacci 数。证明:0321=+---n n n G G G ,
n =2,3,4…。求},,,{210 G G G 的母函数。 解:设 ++++=332210)(x G x G x G G x H ,则
44332210)(x G x G x G x G G x H ++++= ……① ++++=43322103333)(3x G x G x G x G x xH ……② +++=4231202)(x G x G x G x H x ……③ ①-②+③,得:
()x G x G G x H x x 01023)(31-+=+- 又已知 n n F G 2=,则 000==F G ,121==F G 所以,)
2
5
3)(253(31)(2x x x
x x x x H ---+=+-=
设x B x A x H --+
-+=2
5
32
53)(,则可列出方程组:
⎪
⎩⎪
⎨⎧=++-=+025
32531B A B A ,解得 那么,
i
i i i i
i i
i x x x x B
x A
x H ∑∑∑∞=∞
=∞
=⎥⎦
⎤⎢⎣⎡--+=++--
=+--+--+=
00
0)253()253(55)25
3(55)253(55)2
5
31)(253(
)2
5
31)(253(
)(
2. 6 求序列{1,0,2,0,3,4,0,……}
解:G(x)=1+0*x+2*2x +0*3x +3*4x +0*3x +0*5x +4*6x + …… =1+22x +34x +46x + ……
∴2x G(x)= 2x +24x +36x + …… ∴(1-2x )*G (x )=1+2x +4x +6x +……
∴(1-2x )*G (x )=(22)j j j j j j ij v v
s s
v v
v v s s
e a ππππ∈∈∈∈∈-=-∑∑∑∑∑
∴G (x )=
2.7 设24621234....(1)....n G x x x n x =+++++++求222(1),(1)x G x G --。 题解:
24622
2
4
6
8
222
1234....(1)....(1)234....()(1). (2)
n n
n G x x x n x x G x x x x n x n x
+=+++++++=++++++++
(1)-(2)得:224621....()....n G x G x x x n x -=++++++
2.8 求下列序列的母函数: (1)1,0,1,0,1,0….. (2)0,-1,0,-1,0,-1……. (3)1,-1,1,-1,1,-1……
题解:(1)带入母函数公式得:22
4
6
22
1()1........1n
n
x G x x x x x x -=++++++=-
(2)带入母函数公式得:213521
2
(1)
()(........)1n n x x G x x x x x x +-=-+++++=-
(3)有(1)和(2)相加得到:
2. 9 设G=1+3x+62x +103x + ……+C (n+2,2)n x +……
证明:(1)(1-x )G=1+2x+32x +43x + ……+(n+1)n x +……