Lineare inhomogene Rekursion 3. Ordnung



  • a[n] + 3a[n-1] + 3a[n-2] + a[n-3] = 2^n - 3*(-1)^n

    - in eckigen Klammern steht jeweils der Index
    - Mathematica findet eine Lösung

    Charakteristisches Polynom liefert als Nullstellen dreifach -1, mit dem Ansatz komme ich auf: (C1 + C2n + C3n2)(-1)n ... das findet sich auch noch in der Mathemtaica-Lösung wieder.

    Danach eine partikuläre Lösung finden...Superpositionsprinzip angewendet:

    a[n] + 3a[n-1] + 3a[n-2] + a[n-3] = 2^n
    Ansatz: x*2^n

    komme ich auf x = 8/27

    und damit auf a[n] = 8/27 * 2^n

    Auch das lässt sich in Form von 1/54 * 2^(n+4) noch in der Mathematica Lösung wiederfinden.

    Aber jetzt, Problem, die zweite partikuläre:

    a[n] + 3a[n-1] + 3a[n-2] + a[n-3] = - 3*(-1)^n
    Ansatz: -x(-1)^n

    liefert mir keine Lösung... : /

    Welchen Ansatz muss ich nehmen? Laut Buch sollte der stimmen : /

    Hoffe auf einen guten Tip 🙂



  • -n^3



  • a[n] + 3a[n-1] + 3a[n-2] + a[n-3] = -3(-1)^n
    
    Ansatz laut dir: -n³ (ich nehme an es ist -xn³ gemeint)
    
    -xn³ - 3x(n-1)³ - 3x(n-2)³ - x(n-3)³ = -3(-1)^n     /*(-1)
    
    xn³ + 3x(n-1)³ + 3x(n-2)³ + x(n-3)³ = 3(-1)^n
    
    xn³ + 3x(n³ - 3n² + 3n - 1) + 3x(n³ - 6n² + 12n - 8) + x(n³ - 9n² + 27n - 9) = 3(-1)^n
    
    xn³ + 3xn³ - 9xn² + 9xn - 3x + 3xn³ - 18xn² + 36xn - 24x + xn³ - 9xn² + 27xn - 9x = 3(-1)^n
    
    8xn³ - 36xn² + 72xn - 36x = 3(-1)^n
    
    und jetzt?
    

    MfG SideWinder



  • na ich dachte das -1^n hast du schon rausgeteilt...
    (-1)^n * n^3



  • ...dann kommt wieder keine Lösung heraus. Die heben sich alle auf und 0 = -3 kann nicht sein.

    MfG SideWinder



  • (-1)^n n^3 + 3 * (-1)^(n-1) (n-1)^3 + 3 * (-1)^(n-2) (n-2)^3 + (-1)^(n-3) * (n-3)^3
    = (-1)^n [ n^3 - 3(n-1)^3 + 3(n-2)^3 - (n-3)^3 ]
    = (-1)^n * 6
    

    das ist doch schonmal interessant, oder?



  • Ich habe aus irgendeinem Grund -3-24+27 statt 3-24+27 gerechnet und deshalb hat sich das bei mir als 0 und nicht als 6 herausgewertet : /

    Danke,

    MfG SideWinder


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