Pregunta
upstudy study bank question image url

Sonsider the following second-order recurrence relation and its characteristic polynomial \( \Delta(x) \) : \[ a_{n}=s a_{n-1}+t a_{n-2} \text { and } \Delta(x)=x^{2}-s x-r \] (a) Suppose \( p(n) \) and \( q(n) \) are solutions of (*). Show that, for any constants \( c_{1} \) and \( c_{2}, c_{1} p(n)+c_{2} q(n) \) is also a solutior of (*). (b) Suppose \( r \) is a root of \( \Delta(x) \). Show that \( a_{n}=r^{n} \) is a solution to (*). (c) Suppose \( r \) is a double root of \( \Delta(x) \). Show that: (i) \( s=2 r \) and \( t=-r^{2} \); (ii) \( a_{n}=n r^{n} \) is also a root of (*).

Ask by Mccoy Boyd. in Malawi
Mar 12,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

Respuesta verificada por el tutor

Responder

(a) If \( p(n) \) and \( q(n) \) are solutions, then any linear combination \( c_1 p(n) + c_2 q(n) \) is also a solution. (b) If \( r \) is a root of \( \Delta(x) \), then \( a_n = r^n \) is a solution. (c) If \( r \) is a double root, then \( s = 2r \) and \( t = -r^2 \). Additionally, \( a_n = n r^n \) is also a solution.

Solución

¡Inicia sesión para desbloquear respuestas gratis!

Una plataforma de aprendizaje en la que confían millones de estudiantes y profesores reales.

star-icon Descubrir

Respondido por UpStudy AI y revisado por un tutor profesional

Beyond the Answer

To show that \( c_1 p(n) + c_2 q(n) \) is a solution, we can start by noting that both \( p(n) \) and \( q(n) \) satisfy the recurrence relation: \( p(n) = s p(n-1) + t p(n-2) \) and \( q(n) = s q(n-1) + t q(n-2) \). By applying linearity, we have: \[ c_1 p(n) + c_2 q(n) = c_1 (s p(n-1) + t p(n-2)) + c_2 (s q(n-1) + t q(n-2)) = s(c_1 p(n-1) + c_2 q(n-1)) + t(c_1 p(n-2) + c_2 q(n-2)), \] which confirms that \( c_1 p(n) + c_2 q(n) \) is indeed a solution to the recurrence relation. Now, let's consider when \( r \) is a root of \( \Delta(x) \), meaning \( \Delta(r) = r^2 - s r - t = 0 \). We propose that \( a_n = r^n \) is a solution. Substituting \( a_n = r^n \) into the original recurrence gives us \[ r^n = s r^{n-1} + t r^{n-2} \implies r^n - s r^{n-1} - t r^{n-2} = 0, \] which simplifies to \( r^2 - s r - t = 0 \) confirming \( a_n = r^n \) as a valid solution. Next, if \( r \) is a double root, it implies the characteristic polynomial can be expressed as \( (x - r)^2 = x^2 - 2 r x + r^2 \), thus matching up with \( \Delta(x) \) gives us \( s = 2r \) and \( t = -r^2 \). When substituting \( a_n = n r^n \) into the recurrence, we compute: \[ a_n = n r^n, \quad a_{n-1} = (n-1) r^{n-1}, \quad a_{n-2} = (n-2) r^{n-2}, \] \[ a_n = s a_{n-1} + t a_{n-2} \Rightarrow n r^n = 2r (n-1) r^{n-1} - r^2(n-2) r^{n-2}. \] Through simplification, both sides yield \( n r^n \), confirming that \( n r^n \) is indeed a valid solution as well.

preguntas relacionadas

Latest Other Questions

¡Prueba Premium ahora!
¡Prueba Premium y hazle a Thoth AI preguntas de matemáticas ilimitadas ahora!
Quizas mas tarde Hazte Premium
Estudiar puede ser una verdadera lucha
¿Por qué no estudiarlo en UpStudy?
Seleccione su plan a continuación
Prima

Puedes disfrutar

Empieza ahora
  • Explicaciones paso a paso
  • Tutores expertos en vivo 24/7
  • Número ilimitado de preguntas
  • Sin interrupciones
  • Acceso completo a Respuesta y Solución
  • Acceso completo al chat de PDF, al chat de UpStudy y al chat de navegación
Básico

Totalmente gratis pero limitado

  • Solución limitada
Bienvenido a ¡Estudia ahora!
Inicie sesión para continuar con el recorrido de Thoth AI Chat
Continuar con correo electrónico
O continuar con
Al hacer clic en "Iniciar sesión", acepta nuestros términos y condiciones. Términos de Uso & Política de privacidad