趙鳳鳴
(四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院 應(yīng)用數(shù)學(xué)與經(jīng)濟(jì)系,四川 遂寧 629000)
我們將文[1]第83 頁第14 題作為本文的引例,該題如下:
在文[2]中,作者給出的解法如下:
解
故 原式
我們認(rèn)為,可以對該解法進(jìn)行優(yōu)化,給出一個較為一般實(shí)用的方法。注意到等差數(shù)列
從上面的分析可以看出,研究數(shù)列an是否能分解為an= bnbn+1顯然具有重要意義,這樣的分解我們就稱為數(shù)列的連續(xù)分解。一般,我們給出如下的
定義對于數(shù)列an,若存在數(shù)列bn,使an= bnbn+1…bn+k-1(k ≥2),則稱bnbn+1…bn+k-1是數(shù)列an的一個k 階連續(xù)分解。
由于問題的復(fù)雜性,我們在這里不做一般的研究,只研究an是n 的次數(shù)不超過4 的一些特殊多項(xiàng)式的這種分解,并假設(shè)bn也是n 的多項(xiàng)式.顯然,若an是一次多項(xiàng)式,則研究an的連續(xù)分解沒有意義,所以假設(shè)an分別為2,3,4 次多項(xiàng)式。對于an為2 次和4 次多項(xiàng)式的情形,顯然研究an的2 階連續(xù)分解才有意義,而對于后者的一般性研究顯然很困難,這里只研究an為形如( rn + s )4+ t 和rn4+ sn2+ t 的4 次多項(xiàng)式.對于an為3 次多項(xiàng)式的情形,顯然研究an的3 階連續(xù)分解才有意義,一般性研究顯然很困難,不過也可以對an的某些特殊情況進(jìn)行研究,但限于篇幅,本文在這里不作研究。
定理1設(shè)四次多項(xiàng)式an= ( rn + s )4+ t,r >0,若存在多項(xiàng)式bn,使an= bnbn+1成立,則r4= 4t,并且若假設(shè)bn的首項(xiàng)系數(shù)大于0,則
反之,若r4= 4t,則(1)滿足an= bnbn+1.
證明:若存在多項(xiàng)式bn使an= bnbn+1成立,因bn和bn+1是同次多項(xiàng)式且首項(xiàng)系數(shù)相同,則bn必為二次多項(xiàng)式,設(shè)bn= an2+ bn + c,有
因此不妨設(shè)a >0.上式即為
比較系數(shù)得
由(A)前四式解得
將a,b,c 代入(A)的最后一式得r4= 4t,將a,b,c 代入代入bn= an2+ bn + c 得(1).
在引例中,r = 6,s = -2,t = 324,滿足r4= 4t,由定理1 可直接求得bn.由于以下定理2 和定理3 的證明類似于定理1 的證明,故略.
定 理2設(shè) 四 次 多 項(xiàng) 式an= rn4+ sn2+ t,若 存 在 多 項(xiàng) 式bn,使an= bnbn+1成 立,則r >0,( r + s )2= 4rt,并且若假設(shè)bn的首項(xiàng)系數(shù)大于0,則
反之,若r >0,且( r + s )2= 4rt,則(2)滿足an= bnbn+1.
如計(jì)算: