Liczba elementów ciągu zerojedynkowego

Permutacje. Kombinacje. Wariacje. Rozmieszczanie kul w urnach. Silnie i symbole Newtona. Przeliczanie zbiorów. Funkcje tworzące. Teoria grafów.
krzeslo789
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 34
Rejestracja: 14 sty 2013, o 14:22
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: dom
Podziękował: 3 razy
Pomógł: 5 razy

Liczba elementów ciągu zerojedynkowego

Post autor: krzeslo789 »

Mam ciąg specyficznie tworzony np:

\(\displaystyle{ x_{5}=(1,1,0,0,1)}\)

\(\displaystyle{ s(x_{5})=-1}\)

\(\displaystyle{ x_{11}=(1,1,0,0,1,1,0,0,1,1,1)}\)

\(\displaystyle{ s(x_{11})=-1 \cdot -1 \cdot -1 \cdot -1}\)

już widać jak to tworzymy, a więc:

Dany jest ciąg składający się z zer i jedynek o długości \(\displaystyle{ n}\),
I teraz jeśli dwie jedynki sąsiadują ze sobą to mnożymy \(\displaystyle{ -1}\), tyle razy ile jest jedynek sąsiadów.

I pytanie jest takie:
Ile razy w ciągu o długości \(\displaystyle{ n}\), wynik funkcji \(\displaystyle{ s}\), wyjdzie ujemny lub jak kto woli dodatni!

Wydaje mi się że trzeba to ruszyć rekurencją problem nie jest taki banalny!

W przypadku , gdy nie ma jedynek sąsiadów sąsiadów s przyjmuje jeden np:

\(\displaystyle{ x=(1,0,1)}\)

lub:

\(\displaystyle{ x=(0,0,0)}\)
Ostatnio zmieniony 19 sty 2013, o 23:44 przez Jan Kraszewski, łącznie zmieniany 1 raz.
Powód: Elementy da się policzyć, więc liczba, a nie ilość.
abc666

Liczba elementów ciągu zerojedynkowego

Post autor: abc666 »

Podziel sobie na ciągi dla których \(\displaystyle{ s}\) będzie \(\displaystyle{ 1}\) i \(\displaystyle{ -1}\) oraz dodatkowo na takie które kończą się na \(\displaystyle{ 0}\) i \(\displaystyle{ 1}\). Wtedy wyjdą ci bardzo łatwe równanka.
krzeslo789
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 34
Rejestracja: 14 sty 2013, o 14:22
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: dom
Podziękował: 3 razy
Pomógł: 5 razy

Liczba elementów ciągu zerojedynkowego

Post autor: krzeslo789 »

tak ale jeszcze tej łatwości nie odkryłem


Zdaje się że coś takiego wychodzi ale może się mylę:

\(\displaystyle{ x_{2n+1}=(-1)^{n}x_{2n}}\)

dla tych co kończą się na jeden, oraz:

\(\displaystyle{ x_{2n}=-x_{n}}\)

dla tych co w końcówce mają zero

To tak metodą obserwacji

bo można je binarnie przedstawić w rozpisce zerojedynkowej i te z zerem na końcu będą parzyste a te z jedynką nieparzyste.

-- 20 sty 2013, o 00:50 --

Zastanawia mnie jedna rzecz czy można te wzory przerobić na postać jawną?
abc666

Liczba elementów ciągu zerojedynkowego

Post autor: abc666 »

Chodzi mi o coś innego. Mianowicie o liczbę tych ciągów, ale teraz próbowałem to policzyć i wychodzi straszny "syf". Chwilowo nie mam pomysłu innego, ale rozpatrzenie oddzielnie parzystych i nieparzystych \(\displaystyle{ n}\) może do czegoś doprowadzić.
krzeslo789
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 34
Rejestracja: 14 sty 2013, o 14:22
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: dom
Podziękował: 3 razy
Pomógł: 5 razy

Liczba elementów ciągu zerojedynkowego

Post autor: krzeslo789 »

No a jakby te moje wynalazki zsumował

\(\displaystyle{ \sum_{}^{} x_{i}}\)

To może by było to .

A tak swoją drogą to ten cały "syf" co piszesz to może być nawet coś ciekawego możesz wrzucić.
abc666

Liczba elementów ciągu zerojedynkowego

Post autor: abc666 »

Po rozpatrzeniu parzystych:
Przez \(\displaystyle{ a_{n}}\) będę oznaczał liczbę ciągów, dla których \(\displaystyle{ s=1}\) oraz kończą się jedynką.
Przez \(\displaystyle{ b_{n}}\) liczbę ciągów, dla których \(\displaystyle{ s=1}\) oraz kończą się zerem.
Analogicznie \(\displaystyle{ c_{n}}\) i \(\displaystyle{ d_{n}}\) dla \(\displaystyle{ s=-1}\)

Teraz będziemy rozpatrywać tylko ciągi o parzystej długości. Możemy zapisać
\(\displaystyle{ a_{2n}=2a_{2n-2}+b_{2n-2}+d_{2n-2}\\
b_{2n}=a_{2n-2}+2b_{2n-2}+c_{2n-2}}\)


Chcemy obliczyć \(\displaystyle{ a_{2n}+b_{2n}}\) więc sumujemy stronami
\(\displaystyle{ a_{2n}+b_{2n}=3a_{2n-2}+3b_{2n-2}+c_{2n-2}+d_{2n-2}}\)
wiemy też, że \(\displaystyle{ a_{n}+b_{n}+c_{n}+d_{n}=2^{n}}\) czyli \(\displaystyle{ c_{2n-2}+d_{2n-2}=2^{2n-2}-(a_{2n-2}+b_{2n-2})}\) skąd
\(\displaystyle{ a_{2n}+b_{2n}=3a_{2n-2}+3b_{2n-2}+2^{2n-2}-(a_{2n-2}+b_{2n-2})\\
a_{2n}+b_{2n}=2a_{2n-2}+2b_{2n-2}+2^{2n-2}}\)


Teraz oznaczmy \(\displaystyle{ x_{2n}=a_{2n}+b_{2n}}\) skąd dostajemy
\(\displaystyle{ x_{2n}=x_{2(n-1)}+2^{2(n-1)}}\)
oraz \(\displaystyle{ x_{2}=3}\)

Dobrze by było jak ktoś by spojrzał czy nie ma jakiś kompletnych głupot po drodze. Generalnie powinno wyjść mniej więcej \(\displaystyle{ 2^{k-2} + 2^{\lfloor \frac{k}{2}\rfloor -1}}\)
krzeslo789
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 34
Rejestracja: 14 sty 2013, o 14:22
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: dom
Podziękował: 3 razy
Pomógł: 5 razy

Liczba elementów ciągu zerojedynkowego

Post autor: krzeslo789 »

Wygląda dosyć fajnie


Czyli podobnie by było dla nieparzystych?


tylko coś mi tu nie trybi dla \(\displaystyle{ n=2}\)

bo wtedy:

\(\displaystyle{ x_{4}=x_{2}+2^{2}=3+4=7}\)

a zliczając na piechotę iloczynów z wynikiem \(\displaystyle{ 1}\) będzie \(\displaystyle{ 10}\)

a iloczynów z wynikiem \(\displaystyle{ -1}\) będzie \(\displaystyle{ 6}\)

oczywiście \(\displaystyle{ x_{2}=3}\)

Jakiś drobny błąd chyba jest w pierwszych wzorach na \(\displaystyle{ a_{2n} i b_{2n}}\) wszystko wydaje się mieć ręce i nogi

-- 24 sty 2013, o 21:53 --

Mam coś takiego:

Tak zdefiniowane ciągi:

\(\displaystyle{ A_{n}}\)- ilość ciągów z wynikiem \(\displaystyle{ s=-1}\) , które posiadają jedynkę na pierwszym miejscu (o długości n) np:

\(\displaystyle{ (1,0,1,1)}\)

\(\displaystyle{ B_{n}}\)- ilość ciągów z wynikiem \(\displaystyle{ s=1}\) , które posiadają jedynkę na pierwszym miejscu (o długości n) np:

\(\displaystyle{ (1,0,0,1)}\)

\(\displaystyle{ a_{n}}\)- ilość ciągów z wynikiem \(\displaystyle{ s=-1}\) (o długości n) dowolnych np:

\(\displaystyle{ (0,0,1,1)}\)

\(\displaystyle{ b_{n}}\)- ilość ciągów z wynikiem \(\displaystyle{ s= 1}\) (o długości n) dowolnych np:

\(\displaystyle{ (0,0,1,1,1)}\)

jeśli weźmiemy teraz ciągi z jedynką na pierwszym miejscu, oraz z jedynką na drugim miejscu

\(\displaystyle{ (1,1,U)}\) ,U- coś tam

oraz ciągi typu:

\(\displaystyle{ (1,0,U)}\) ,U- coś tam

można się temu przypatrzeć i wywnioskować, że:

\(\displaystyle{ A_{n+2}=B_{n+1}+a_{n}}\)

\(\displaystyle{ a_{1}=0, B_{2}=1}\)

ale:

\(\displaystyle{ A_{n+1}+B_{n+1}=2^{n}}\)

czyli:

\(\displaystyle{ B_{n+1}=2^{n}-B_{n+1}}\)

po podstawieniu mamy:

\(\displaystyle{ A_{n+2}=2^{n}-A_{n+1}+a_{n}}\)

można jeszcze zaobserwować, że:

\(\displaystyle{ a_{n+1}=A_{n+1}+a_{n}}\)

gdzie:

\(\displaystyle{ a_{1}=0, A_{2}=1}\)

Teraz pytanie czy można to przerobić na postać jawną?

Ten układ równań rekurencyjnych:

\(\displaystyle{ a_{1}=0, A_{2}=1}\)

\(\displaystyle{ A_{n+2}=2^{n}-A_{n+1}+a_{n}}\)


\(\displaystyle{ a_{n+1}=A_{n+1}+a_{n}}\)

-- 24 sty 2013, o 22:00 --

Sprawdzałem to dla kilku przypadków i hula

-- 24 sty 2013, o 23:47 --

Otóż można:
z drugiego liczymy \(\displaystyle{ A_{n+1}=a_{n+1}-a_{n}}\)

i podstawiamy do pierwszego:

\(\displaystyle{ A_{n+2}=a_{n+2}-a_{n+1}}\)

i do pierwszego podstawimy i mamy:

\(\displaystyle{ a_{n+1}=2^{n-1}+2a_{n-1}}\)

lub:

\(\displaystyle{ a_{n+2}=2a_{n}+2^{n}}\)

-- 25 sty 2013, o 01:45 --

wzór jawny na \(\displaystyle{ a_{n}}\)

\(\displaystyle{ a_{n}= \frac{1}{4}[( \sqrt{2}-1 )(-1)^{n}- \sqrt{2}-1 ]2^{ \frac{1}{2}n }+2^{n-1}}\)-- 25 sty 2013, o 17:50 --Teraz wzór jawny na: \(\displaystyle{ A_{n}}\)

\(\displaystyle{ A_{n+1}=- \frac{1}{4}2^{ \frac{1}{2}n }[(-1)^{n}+1] +2^{n-1}}\)
ODPOWIEDZ