Potencias de matriz y relaciones de recurrencia

El n-ésimo número de Fibonacci se puede encontrar elevando la matriz ( 1 1 1 0 ) a la n-ésima potencia. ¿Existen otras fórmulas de recurrencia que se puedan resolver de esta manera? Esto produce algoritmos más rápidos para calcularlos.

Sí, cualquier relación recurrente homogénea lineal de coeficientes constantes.

Respuestas (1)

Sí, todas las relaciones de recurrencia lineal homogénea de coeficiente constante se pueden resolver de esta manera:
Sea a norte = α 1 a norte 1 + . . . + α r a norte r ser una relación de recurrencia con condiciones iniciales - dado a 0 , . . . , a r 1 . Luego, observando que

( a norte a norte 1 a norte 2 a norte r + 1 ) = ( α 1 α 2 α 3 . . . α r 1 α r 1 0 0 . . . 0 0 0 1 0 . . . 0 0 0 0 0 . . . 1 0 ) ( a norte 1 a norte 2 a norte 3 a norte r )
Denote esa matriz por A . Entonces vemos que
( a norte a norte 1 a norte 2 a norte r + 1 ) = A norte r ( a r 1 a r 2 a r 3 a 0 )
Así que tienes que subir A hacia norte el poder de encontrar a norte .

¿Uso la inducción para probar este resultado?
Sí, deberías, si quieres una prueba formal.