猴子爬梯计算公式难题
一只小猴子,由下向上爬,每次只可爬1级,2级,3级. 若这小猴爬到N级共有A(N)种爬法,求A(N)的计算公式. 计算公式仅与N有关,不要递推公式.
解答: 由本题条件,不难得出: A(1)=1,A(2)=2,A(3)=4 (1) 当n>3时,A(n)=A(n-1)+A(n-2)+A(n-3) (2) 方程(2)的特征方程为: X^3-X^2-X-1=0 (3) 由一元三次方程求根公式,此方程有1个实根r,2个虚根ρ(cos(θ)±isin(θ)) 所以,A(n)的表达式为: A(n)=C1*r^n+C2*ρ^n*cos(n*θ)+C3*ρ^n*sin(n*θ) (4) 下面详细计算r,ρ,θ,C1,C2,C3。
r=y+1/3 y=z1+z2 z1=r1^(1/3),z2=r2^(1/3) r1=-q/2+Δ^(1/2),r2=-q/2-Δ^(1/2) Δ=q^2/4+p^3/27 P=-4/3 q=-38/27 ρ=(a^2+b^2)^(1/2) θ=Arccos(a/ρ) a+ib=(c+1/3)+ib c+ib=ω1*z1+ω2*z2 ω1=-1/2+i√3/2,ω1=-1/2-i√3/2 由上面求得的r,ρ,θ,将初始条件(1)代入方程(4),就可得到C1,C2,C3。
综合上述 r,ρ,θ,C1,C2,C3的具体结果如下: r≈1。83928675521416 ρ≈0。737352705760328 θ≈2。17623354549187(弧度) C1≈0。618419922319393 C2≈0。
381580077680607 C3≈0。0374011662234795 A(n)的表达式为:A(n)=C1*r^n+C2*ρ^n*cos(n*θ)+C3*ρ^n*sin(n*θ) 。
解:A(n+3)=A(n+2)+A(n+1)+A(n), A(1)=1,A(2)=2,A(3)=4. 特征方程是x^3-x^2-x-1=0,求出它的根x1,x2,x3.则 A(n)=ax1^n+bx2^n+cx3^n, A(1)=ax1+bx2+cx3=1, A(2)=ax1^2+bx2^2+cx3^2=2, A(3)=ax1^3+bx2^3+cx3^3=4, 解这个方程组,得a,b,c的值,即得A(N)的计算公式。 计算甚繁,留给有兴趣的。
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