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递归方程求解的方法

时间:2022-02-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:有些递归方程可以看成一个差分方程,因而可以用解差分方程的方法来解递归方程。它不仅可以用来求解线性常系数高阶齐次和非齐次的递归方程,而且可以用来求解线性变系数高阶齐次和非齐次的递归方程,甚至可以用来求解非线性递归方程。方法的基本思想是设定递归方程解的母函数,努力建立一个关于母函数的可解方程,将其解出,然后返回递归方程的解。

2.1.4 递归方程求解的方法

算法在最坏情况下的时间复杂性渐近阶的分析,都转化为求相应的一个递归方程解的渐近阶。因此,求递归方程的解的渐近阶是对递归算法进行分析的关键步骤。

递归方程的形式多种多样,求其解的渐近阶的方法也多种多样。这里只介绍比较实用的五种方法:

①代入法

这个方法的基本步骤是先推测递归方程的显式解,然后用数学归纳法证明这一推测的正确性。那么,显式解的渐近阶即为所求。

②迭代法

这个方法的基本步骤是通过反复迭代,将递归方程的右端变换成一个级数,然后求级数的和,再估计和的渐近阶;或者,不求级数的和而直接估计级数的渐近阶,从而达到对递归方程解的渐近阶的估计。

③套用公式法

这个方法针对形如:T (n)=aT (n / b)+f (n)的递归方程,给出三种情况下方程解的渐近阶的三个相应估计公式供套用。

④差分方程法

有些递归方程可以看成一个差分方程,因而可以用解差分方程(初值问题)的方法来解递归方程。然后对得到的解作渐近阶的估计。

⑤母函数法

这是一个有广泛适用性的方法。它不仅可以用来求解线性常系数高阶齐次和非齐次的递归方程,而且可以用来求解线性变系数高阶齐次和非齐次的递归方程,甚至可以用来求解非线性递归方程。方法的基本思想是设定递归方程解的母函数,努力建立一个关于母函数的可解方程,将其解出,然后返回递归方程的解。

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