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生成函数


生成函数f(x)是一个形式幂级数

 f(x)=总和_(n=0)^inftya_nx^n
(1)

谁的系数给予序列 {a_0,a_1,…}

这个Wolfram语言命令生成函数[快递,n个,x个]给出了变量中的生成函数x个对于其序列n个第个学期是快递.给定一系列术语,查找生成函数[{1,2, ...},x个]试图在中找到一个简单的生成函数x个谁的n个第个系数为(_n)

给定一个生成函数n个相应系列中的第个项可以使用系列系数[快递,{x个,x0个,n个}].生成函数f(x)有时会说“列举"a_n(名词)(哈代1999年,第85页)。

下表给出了给出非负整数前几个幂的生成函数。

n ^p(平方英寸)f(x)系列
1x/(1-x)x+x^2+x^3+。。。
n个x/((1-x)^2)x+2x^2+3x^3+4x^4+。。。
n ^2个(x(x+1))/(1-x)^3)x+4x^2+9x^3+16x^4+。。。
n ^3个(x(x^2+4x+1))/((1-x)^4)x+8x^2+27x^3+。。。
n ^4个(x(x+1)(x^2+10x+1))/((1-x)^5)x+16x^2+81x^3+。。。

在数论中,对于特殊函数有许多美丽的生成函数。一些特别好的例子是

f(x)=1/((x)_infty)
(2)
=sum_(n=0)^(infty)P(n)x^n
(3)
=1+x+2x^2+3x^3+。。。
(4)

对于配分函数P,其中(q) _(_F)是一个q个-刺猬符号、和

f(x)=x/(1-x-x^2)
(5)
=sum_(n=0)^(infty)F_nx^n
(6)
=x+x^2+2x^3+3x^4+。。。
(7)

对于斐波那契数 F_n(&n)

生成函数在组合枚举问题中非常有用。例如子集和问题,询问号码的方式c(米,秒)选择米由于M(M)给定整数,使其和等于秒,可以使用生成函数求解。

的生成函数G(吨)数字序列的f(n)Z变换属于f(n)在变量中1吨(Germundsson 2000)。


另请参见

累积生成函数,枚举,指数生成函数,形式幂级数,力矩生成函数,重复关系,子集和问题,Z变换 探索这个数学世界课堂上的主题

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E.A.本德。和Goldman,J.R。“生成函数的枚举用法。”印第安纳大学数学。J。 20, 753-765,1970/1971.伯杰伦,F。;标签,G。;和Leroux,P.“Théoriedes espèces er Combinatoire des Structures树木中心。“出版物杜拉西姆。加拿大蒙特利尔魁北克大学,1994Cameron,P.J。“一些整数序列。”光盘。数学。 75, 89-102, 1989.Doubilet,P。;罗塔岛,G.-C。;和斯坦利,钢筋混凝土。《生成函数的思想》第3章有限的算子微积分(编辑G.-C.Rota)。纽约:学术出版社,第83-134页,1975Germundsson,R.“数学软件版本4.”数学软件J。 7, 497-524, 2000.格雷厄姆·R·L。;Knuth,D.E。;和O.Patashnik。混凝土数学:计算机科学基础,第二版。马萨诸塞州雷丁:Addison-Wesley,1994Harary,F.和Palmer,E.M。图形化枚举。纽约:学术出版社,1973年。G.H.哈代。拉马努扬:关于他的生活和工作所建议主题的十二讲,第三版。纽约:切尔西,第85页,1999年。南卡罗来纳州兰多。讲座关于生成函数。普罗维登斯,RI:Amer。数学。Soc.,2003年。勒鲁,P.和Miloudi,B.《水獭的道德规范》科学年鉴。数学。魁北克省 16, 53-80, 1992.里尔丹,J。组合身份。纽约:威利出版社,1979年。Riordan,J。组合分析导论。纽约:威利出版社,1980年。罗森,K.H.公司。离散的数学及其应用,第4版。纽约:McGraw-Hill,1998年。斯隆,新泽西州。答:。和Plouffe,S.“递归和生成函数”§2.4英寸这个整数序列百科全书。加州圣地亚哥:学术出版社,第9-10页,1995斯坦利,R.P。枚举组合数学,第1卷。英国剑桥:剑桥大学出版社,第63页,1996年。Viennot,G.“Une Théorie Combinatoire des”Polynómes Orthogonaux Généraux。“LACIM出版物。加拿大蒙特利尔魁北克大学,1983年。威尔夫,H.S.公司。生成功能学,第2版。纽约:学术出版社,1994年。

参考Wolfram | Alpha

生成函数

引用如下:

埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。“生成函数。”发件人数学世界--Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/GeneratingFunction.html

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