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皮索特序列所满足线性递推的自动证明(或证伪)

数论 2016-09-28 v3 组合数学

摘要

皮索特序列(序列 ana_n 初项为 a0=x,a1=ya_0=x, a_1=y,且对 n>1n>1 定义为 an=an12/an2+12a_n= \lfloor a_{n-1}^2/a_{n-2} + \frac{1}{2} \rfloor)通常满足对所有 n0n \geq 0 都成立的常系数线性递推,但也存在警示性例子:某个线性递推在 nn 的初始值范围内成立,但超出该点后不再满足,这进一步说明了理查德·盖伊著名的“小数定律”。在本文中,我们提出了一个决策算法,该算法在随附的 Maple 程序({\tt Pisot.txt})中完整实现,它先搜索假定的线性递推,然后判定其是否对所有 nn 值成立。我们还解释了失败发生的原因(在某些情况下,‘伪’线性递推可能对数千项都成立)。最后,我们定义并研究了皮索特序列的高阶类比,指出类似现象虽发生频率低得多,但依然存在。本文献给理查德·K·盖伊(生于1916年9月30日)以庆祝其百岁寿辰。

关键词

引用

@article{arxiv.1609.05570,
  title  = {Automated Proof (or Disproof) of Linear Recurrences Satisfied by Pisot Sequences},
  author = {Shalosh B. Ekhad and N. J. A. Sloane and Doron Zeilberger},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1609.05570},
  year   = {2016}
}

备注

10 pages, accompanied by a Maple package and six outputs files available from http://www.math.rutgers.edu/~zeilberg/mamarim/mamarimhtml/pisot.html Exclusively published in the authors' websites and this arxiv.org . [This version corrects a typo. The correct A078608 is replaced by the previous erroneous A-number.]