f(2^2)+...

July 2022 1 12 Report

Пусть f(0)=0, f(1)=3/2, f(n)=5/2f(n-1)-f(n-2), для n>=2. Вычислите значение бесконечной суммы 1/f(2^0)+1/f(2^1)+1/f(2^2)+...

Answers & Comments

nelle987

Verified answer

Попробуем найти решение рекуррентного соотношения
f(n + 2) = 5/2 * f(n + 1) - f(n)
в виде f(n) = a^n.

a^(n + 2) = 5/2 a^(n + 1) - a^n
Сокращаем на a^n: a^2 = 5/2 a - 1
2a^2 - 5a + 2 = 0
a = 2 или a = 1/2

Заметим, что если f(n) и g(n) - решения, то и a f(n) + b g(n) - тоже решение. Воспользуемся этим, чтобы подобрать решение, удовлетворяющее начальным условиям.

f(n) = a * 2^n + b * 2^(-n)

f(0) = a + b = 0
f(1) = 2a + b/2 = 3/2

a = 1, b = -1

Окончательно f(n) = 2^n - 2^(-n).

Осталось вычислить сумму.
$\displaystyle\frac1{2-\frac12}+\frac1{2^2-\frac1{2^2}}+\frac1{2^4-\frac1{2^4}}+\frac1{2^8-\frac1{2^8}}+\cdots=\\=\frac{2}{2^2-1}+\frac{2^2}{2^4-1}+\frac{2^4}{2^8-1}+\frac{2^8}{2^{16}-1}+\cdots=\\=\frac{2+1-1}{2^2-1}+\frac{2^2+1-1}{2^4-1}+\frac{2^4+1-1}{2^8-1}+\frac{2^8+1-1}{2^{16}-1}+\cdots=\\=\frac1{2-1}-\frac1{2^2-1}+\frac1{2^2-1}-\frac1{2^4-1}+\frac1{2^4-1}-\cdots=\frac1{2-1}=1$

Ответ. 1

Answers & Comments

Verified answer

рекомендуемые вопросы

Helpful Links

Helpful Social