成对连接圆周上2n个点使弦互不相交,有多少种不同的连接方法?
圆周上共有 2n 个均布点,成对连接而使所得 n 条弦两两互不相交,有多少种不同的连接方法?2 个点有 1 种连接方法,s(1)=1;
4 个点有 2 种连接方法,s(2)=2;
6 个点有 5 种连接方法,s(3)=5;
……………………………………
可以找到递推公式:
定义s(0)=1,\[\ s(n+1)=\sum_{k=0}^n s(n-k)s(k) \]但是本题要的不是递推公式,而是通项公式。
用递推公式编写的计算程序如下:
Nest[#~Join~ListConvolve[#,#]&, {1}, 10]计算结果如下:
{1, 1, 2, 5, 14, 42, 132, 429, 1430, 4862, 16796}
求通项公式。
如果依据已知的递推公式来求通项公式,可能就会走入岐途? 您也许可以另外开辟一条新路,直接找到通项公式。 递推式里面有卷积的形式,应该用母函数法可以求解 Catalan数。 高人!按名称搜了下,果然。
可以化简为1阶递推关系: 如\
该递推关系的解为:\ 知道是Catalan数不难。Catalan数有很多组合模型,问题是如何在两个不同的模型间建立等价的联系,比如相同的递推公式,或者一一对应关系。
@TSC999,你那奇偶分述的递推公式,是由表的卷积合并对称项后的结果。合并后把表的卷积搞残缺了,蛇脚(表达式)也长出来了,掩盖了与Catalan数的联系。
我给你改还原了,立马就看出是Catalan 数,因为递推公式相同。
程序也改成了 MMA的函数式风格。 如果将通过旋转、翻转得到的图形可重合的视为同一种连线方法,则前10项数据如下:
1,1,2,3,6,11,23,47,102,214,......
这个数列在OEIS上搜索不到。 谢谢hujunhua先生!这句话对我启发很大:
Catalan数有很多组合模型,问题是如何在两个不同的模型间建立等价的联系,比如相同的递推公式,或者一一对应关系。 一个有关的问题如下:
1,1个“+”号,有2个算式。
1+1
1+2
2,2个“+”号,有3个算式。
1+1+1
1+1+2
1+2+3
3,3个“+”号,有5个算式。
1+1+1+1
1+1+1+2
1+1+2+2
1+1+2+3
1+2+3+4
4,4个“+”号,有7个算式。
1+1+1+1+1
1+1+1+1+2
1+1+1+2+2
1+1+1+2+3
1+1+2+2+3
1+1+2+3+4
1+2+3+4+5
............
我们对每个算式中各项加数约定如下:
1,第1个加数是“1”;
2,相邻加数,后项-前项=0或者1;
3,相同加数的个数:较大的不能比较小的多。
前27项如下:
2,3,5,7,11,15,22,30,42,56,77,101,135,176,231,297,385,490,627,792,1002,1255,1575,1958,2436,3010,3718 http://mathworld.wolfram.com/PartitionFunctionP.html
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