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自动排序

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定义

“Autosequence”是由保罗·柯茨,OEIS的贡献者,对于与其逆序列相同的序列{a(n)}二项式变换(请参见变换),最多为交替符号。这意味着有一些这样的话

适用于所有非负n。[另见Bernstein-Sloane(1995)中的“特征序列”。]

两种自动序列

如果该序列称为第一类自动序列,否则为第二类自动序列等价地,可以根据连续差分数组的对角线的性质来区分这两种自动序列。

第一类自动排序

当且仅当连续差分数组的主对角线项全部为零时,自动序列才属于第一类。

在这种情况下,第一行的第二个项与第一列的第二项相同。

例子

斐波那契(n)n>=0(Cf。A000045号)是第一类自动序列,其连续差异为:

0,   1,   1,   2,   3,   5,   8,  ...1,   0,   1,   1,   2,   3,   5,  ...-1,  1,   0,   1,   1,   2,   3,  ...2,  -1,   1,   0,   1,   1,   2,  ...-3,  2,  -1,   1,   0,   1,   1,  ...5,-3,2,-1,1,0,1。。。-8,  5,  -3,   2,  -1,   1,   0,  ......

第二种自动排序

当且仅当连续差分数组的主对角线是第一上次对角线的两倍时,自动序列才属于第二类。

在这种情况下,与第一类自动序列不同,第一行的第二项和第一列的第二个项是相反的。

例子

卢卡斯(n)n>=0(参考。A000032号)是第二类自动序列,其连续差异为:

2,   1,   3,   4    7,  11,  18, ...-1,  2,   1,   3,   4,   7,  11, ...3,  -1,   2,   1,   3,   4,   7, ...-4,  3,  -1,   2,   1,   3,   4, ...7,  -4,   3,  -1,   2,   1,   3, ...-11, 7,   4,   3,  -1,   2,   1, ...18, -11,  7,  -4,   3,  -1,   2, ......

第一类自动序列和第二类自动序列之间存在一对一的对应关系。

设“a”为第一类,则其第二类伴侣“b”由以下公式给出:

b(n)=2 a(n+1)-a(n)。

相反,“b”中的“a”由递归公式给出:

a(0)=0a(n)=(a(n-1)+b(n-1

即:

a(n)=1/2^n和{k=0..n-1}2^kb(k)。

再次考虑Fibonacci(n),可以看出它的第二种配偶是:

b(n)=2斐波那契(n+1)-斐波那奇(n)=Lucas(n)。

当然,1/2^n-sum_{k=0..n-1}2^k-Lucas(k)给出了斐波那契数。

自动序列对的示例

第一类<--->第二类

A000045号<--->A000032号

A001045号<--->A014551号

A015441号<--->A087451号

A057427号<--->A054977号

A113405号<--->242563英镑

A226158型<--->A230324型

A289207型<--->A199969型


Mathematica脚本

firstKindQ[T_List]:=

模块[{ta,tb},

tb=表[总和[(-1)^(n-k)*二项式[n,k]*部分[T,k+1],

{k,0,长度[T]-1}],{n,0,距离[T]-1-}];

ta=表[(-1)^(n+1)部分[T,n+1],{n,0,长度[T]-1}];

第一个[T]==0&&ta==tb];


secondKindQ[T_List]:=

模块[{ta,tb},

tb=表[总和[(-1)^(n-k)*二项式[n,k]*部分[T,k+1],

{k,0,长度[T]-1}],{n,0,距离[T]-1-}];

ta=表[(-1)^n部分[T,n+1],{n,0,长度[T]-1}];ta==tb];


toSecondKind[T_?firstKindQ]:=

表[2部分[T,n+1]-部分[T、n],{n,1,长度[T]-1}];


至第一类[T_?第二类Q]:=

表[1/2^n和[2^k部分[T,k+1],{k,0,n-1}],{n,0,长度[T]}];


autosequenceQ[T_List]:=哪个[

firstKindQ[T],Print[“第一种,它的第二种伴侣是”,toSecondKind[T]];没错,

secondKindQ[T],打印[“second kind,its first kind伴侣是”,toFirstKind[T]];没错,

True,打印[“非自动序列”];错误];


例子:

autosequenceQ[表[Fibonacci[n],{n,0,10}]]

第一类,第二类伴侣是{2,1,3,4,7,11,18,29,47,76}

注释和参考资料

  • M.Bernstein和N.J.A.Sloane,整数的一些正则序列,线性算法。应用,226-228(1995),57-72;勘误表320(2000),210。