ﺳﺎﺧﺘﺎرﻫﺎی ﮔﺴﺴﺘﻪ
ﻧﯿﻢﺳﺎل دوم ٩۵-٩۴
ﻣﺪرس :ﺣﻤﯿﺪ ﺿﺮاﺑ زاده
داﻧﺸ ﺪهی ﻣﻬﻨﺪﺳ ﮐﺎﻣﭙﯿﻮﺗﺮ
ﺗﻤﺮﯾﻦ ﭘﻨﺠﻢ
اﺳﺘﻘﺮا و ﺑﺎزﮔﺸﺘ
١٢اردیﺑﻬﺸﺖ
ﻣﺴﺌﻠﻪی .⋆ ١ﺳﻨ رﯾﺰهﻫﺎ
ﯾ دﺳﺘﻪی nﺗﺎﯾ از ﺳﻨ رﯾﺰهﻫﺎ روی ﻣﯿﺰ دارﯾﻢ .در ﻫﺮ ﻣﺮﺣﻠﻪ ،ﯾ از دﺳﺘﻪﻫﺎی روی ﻣﯿﺰ را ﺑﻪ دو دﺳﺘﻪی ﻧﺎﺗﻬ
اﻓﺮاز ﻣ ﮐﻨﯿﻢ و ﺿﺮب ﺗﻌﺪاد ﺳﻨ رﯾﺰهﻫﺎی اﯾﻦ دو دﺳﺘﻪ را روی ﺗﺨﺘﻪ ﻣ ﻧﻮﯾﺴﯿﻢ .در اﺑﺘﺪا ﻫﯿﭻ ﻋﺪدی روی ﺗﺨﺘﻪ
ﮐﻪ (ﺗﻨﻬﺎ دﺳﺘﻪﻫﺎﯾ ﺑﺎ اﻧﺪازهی ١روی ﻣﯿﺰ ﻗﺮار دارﻧﺪ ،ﻣﺴﺘﻘﻞ از ﺷﯿﻮهی
ﻧﻮﺷﺘﻪ ﻧﺸﺪه اﺳﺖ .ﻧﺸﺎن دﻫﯿﺪ در اﻧﺘﻬﺎی ﮐﺎر )
n
اﻓﺮازﻫﺎ ،ﺣﺎﺻﻞ ﺟﻤﻊ اﻋﺪاد روی ﺗﺨﺘﻪ ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺎ ٢اﺳﺖ.
ﺣﻞ .ﺑﺮای ﺣﻞ ﻣﺴﺌﻠﻪ از اﺳﺘﻘﺮای ﻗﻮی روی nاﺳﺘﻔﺎده ﻣ ﮐﻨﯿﻢ.
ﭘﺎﯾﻪی اﺳﺘﻘﺮا :ﺑﺮای ،n = ٢ﺗﻨﻬﺎ ﺑﻪ ﯾ روش ﻣ ﺗﻮان اﻓﺮاز را اﻧﺠﺎم داد و ﻃ آن ،دو دﺳﺘﻪ ﺑﺎ اﻧﺪازهﻫﺎی ١ﺳﺎﺧﺘﻪ
)(
ﻣ ﺷﻮﻧﺪ .ﭘﺲ ﻣﺠﻤﻮع ﺣﺎﺻﻞﺿﺮبﻫﺎ ١ﻣ ﺷﻮد ﮐﻪ ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺎ ٢٢اﺳﺖ.
ﺣﺎل ﻓﺮض ﮐﻨﯿﺪ ﺣ ﻢ ﻣﺴﺌﻠﻪ ﺑﺮای n = ١, . . . , kدرﺳﺖ ﺑﺎﺷﺪ ،ﻣ ﺧﻮاﻫﯿﻢ آن را ﺑﺮای k + ١ﻧﺸﺎن دﻫﯿﻢ .ﻓﺮض
ﮐﻨﯿﺪ در ﻣﺮﺣﻠﻪی اول ،ﺳﻨ رﯾﺰهﻫﺎ ﺑﻪ دو دﺳﺘﻪ ﺑﺎ اﻧﺪازهﻫﺎی aو k + ١ − aاﻓﺮاز ﺷﻮﻧﺪ ) .(١ ⩽ a ⩽ kﭘﺲ ﻋﺪد
ﮐﺮد.
ﻃﺒﻖ(
اﺳﺘﻔﺎده )
) a × (k + ١ − aروی ﺗﺨﺘﻪ ﻧﻮﺷﺘﻪ ﻣ ﺷﻮد .ﺣﺎل ﻣ ﺗﻮان از ﻓﺮض اﺳﺘﻘﺮا ﺑﺮای aو (a) k + ١ − a
k+١−a
و
ﻓﺮض اﺳﺘﻘﺮا ،ﺑﻌﺪ از اﻓﺮاز اﯾﻦ دو دﺳﺘﻪ ،در اﻧﺘﻬﺎ ﺟﻤﻊ اﻋﺪاد ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ اﯾﻦ دﺳﺘﻪﻫﺎ ﺑﻪ ﺗﺮﺗﯿﺐ ﺑﺮاﺑﺮ
(٢ ( ) ٢
)
a
k+١−a
٢ +ﮐﻪ اﯾﻦ
ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد .ﭘﺲ ﺟﻤﻊ ﮐﻞ اﻋﺪاد ﺑﺮای ﺣﺎﻟﺖ n = k + ١ﺑﺮاﺑﺮ اﺳﺖ ﺑﺎ )+ a(k + ١ − a
٢
) (
▷
. k+١
ﻣﻘﺪار ﺑﺮاﺑﺮ اﺳﺖ ﺑﺎ
٢
ﻣﺴﺌﻠﻪی .٢رﻧ آﻣﯿﺰی
ﮐﻨﯿﺪ A١ , . . . , Anﻣﺠﻤﻮﻋﻪﻫﺎﯾ ﻣﺘﻨﺎﻫ و ﺣﺪاﻗﻞ دوﻋﻀﻮی ﺑﺎﺷﻨﺪ ،ﻃﻮری ﮐﻪ .∀i, j : |Ai ∩ Aj | ̸= ١اﮔﺮ
ﻓﺮض ∪
،X = ni=١ Aiﺛﺎﺑﺖ ﮐﻨﯿﺪ اﻋﻀﺎی Xرا ﻣ ﺗﻮان ﺑﺎ دو رﻧ آﺑ و ﻗﺮﻣﺰ رﻧ ﮐﺮد ﻃﻮری ﮐﻪ ﻫﯿﭻﮐﺪام از Aiﻫﺎ
ﺗ رﻧ ﻧﺒﺎﺷﻨﺪ.
ﺣﻞ .ﺑﺮای ﺣﻞ ﻣﺴﺌﻠﻪ از اﺳﺘﻘﺮا روی nاﺳﺘﻔﺎده ﻣ ﮐﻨﯿﻢ.
ﭘﺎﯾﻪی اﺳﺘﻘﺮا :ﺑﺮای ،n = ١ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ اﯾﻦ ﮐﻪ A١ﺣﺪاﻗﻞ دو ﻋﻀﻮی اﺳﺖ ،ﻣ ﺗﻮان ﯾ
ﯾ را ﻗﺮﻣﺰ رﻧ ﮐﺮد و ﺑﻘﯿﻪ را ﺑﻪ دلﺧﻮاه رﻧ آﻣﯿﺰی ﮐﺮد.
از اﻋﻀﺎی A١را آﺑ و
ﺣﺎل ﻓﺮض ﮐﻨﯿﺪ ﺣ ﻢ ﻣﺴﺌﻠﻪ ﺑﺮای n = kدرﺳﺖ ﺑﺎﺷﺪ ،ﻣ ﺧﻮاﻫﯿﻢ آن را ﺑﺮای n = k + ١ﻧﺸﺎن دﻫﯿﻢ .ﻓﺮض
∪
ﮐﻨﯿﺪ .X ′ = ki=١ Aiاﺑﺘﺪا X ′را ﻃﺒﻖ ﻓﺮض اﺳﺘﻘﺮا رﻧ آﻣﯿﺰی ﻣ ﮐﻨﯿﻢ .ﺣﺎل ﺗﻨﻬﺎ اﻋﻀﺎی X \ X ′ ⊆ Ak+١
رﻧ آﻣﯿﺰی ﻧﺸﺪهاﻧﺪ .اﮔﺮ در اﯾﻦ ﻣﺮﺣﻠﻪ در ﻣﯿﺎن اﻋﻀﺎی Ak+١دو ﻋﻀﻮ ﺑﺎ رﻧ ﻫﺎی ﻣﺘﻔﺎوت وﺟﻮد داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﻨﺪ،
ﺑﻘﯿﻪی اﻋﻀﺎی Ak+١را ﺑﻪ دلﺧﻮاه رﻧ ﻣ ﮐﻨﯿﻢ و رﻧ آﻣﯿﺰی ﻣﻄﻠﻮب ﺑﻪ دﺳﺖ ﻣ آﯾﺪ .در ﻏﯿﺮ اﯾﻦ ﺻﻮرت ،ﺗﻤﺎم
اﻋﻀﺎی رﻧ ﺷﺪهی Ak+١ﯾ رﻧ ﻫﺴﺘﻨﺪ .ﺑﺪون ﮐﺎﺳﺘﻦ از ﮐﻠﯿﺖ ﻣﺴﺌﻠﻪ ،ﻓﺮض ﮐﻨﯿﺪ اﯾﻦ رﻧ ﻗﺮﻣﺰ ﺑﺎﺷﺪ .اﮔﺮ
Ak+١ﻋﻀﻮی رﻧ ﻧﺸﺪه داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ ،آن را آﺑ رﻧ ﻣ ﮐﻨﯿﻢ و رﻧ آﻣﯿﺰی ﻣﻄﻠﻮب ﺣﺎﺻﻞ ﻣ ﺷﻮد .ﭘﺲ ﻓﺮض ﮐﻨﯿﺪ
در اﯾﻦ ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺗﻤﺎم اﻋﻀﺎی Ak+١رﻧ ﺷﺪهاﻧﺪ و ﻫﻤﻪ رﻧ ﻗﺮﻣﺰ دارﻧﺪ .ﯾ از اﯾﻦ اﻋﻀﺎی رﻧ ﺷﺪه ﻣﺜﻞ tرا در
ﻧﻈﺮ ﺑ ﯿﺮﯾﺪ و رﻧ آن را ﺑﻪ آﺑ ﺗﻐﯿﯿﺮ دﻫﯿﺪ .ادﻋﺎ ﻣ ﮐﻨﯿﻢ ﺑﺮای ﻫﺮ iﮐﻪ ،١ ⩽ i ⩽ kﻣﺠﻤﻮﻋﻪی Aiدو رﻧ ﻣﺘﻔﺎوت
در ﺑﯿﻦ اﻋﻀﺎی ﺧﻮد دارد .از آنﺟﺎ ﮐﻪ Ak+١ﺣﺪاﻗﻞ دو ﻋﻀﻮی اﺳﺖ ،ﺣﺪاﻗﻞ دو ﻋﻀﻮ ﺑﺎ رﻧ ﻫﺎی ﻣﺘﻔﺎوت دارد.
∈ tاز ﻓﺮض اﺳﺘﻘﺮا دارﯾﻢ ﮐﻪ Aiﺣﺪاﻗﻞ دو ﻋﻀﻮ ﺑﺎ دو رﻧ ﻣﺘﻔﺎوت دارد .اﮔﺮ
ﻓﺮض ﮐﻨﯿﺪ .i ̸= k + ١اﮔﺮ / Ai
،t ∈ Aiآنﮔﺎه ﭼﻮن ،Ai ∩ Ak+١ ̸= ١اﯾﻦ دو ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ﺣﺪاﻗﻞ دو ﻋﻀﻮ ﻣﺸﺘﺮک دارﻧﺪ .ﭘﺲ رﻧ
ﻣﺸﺘﺮﮐﺸﺎن ﺑﻪ ﺟﺰ tﻗﺮﻣﺰ اﺳﺖ .ﭘﺲ Aiﺣﺪاﻗﻞ دو ﻋﻀﻮ ﺑﺎ رﻧ ﻫﺎی ﻣﺘﻔﺎوت دارد.
ﺗﻤﺎم اﻋﻀﺎی
▷
ﻣﺴﺌﻠﻪی .٣ﻧﻘﺎط ﻫﻢﻓﺎﺻﻠﻪ
ﺛﺎﺑﺖ ﮐﻨﯿﺪ ﺑﺮای ﻫﺮ ﻋﺪد ﻃﺒﯿﻌ nﻣﺠﻤﻮﻋﻪی Pnاز ﻧﻘﺎط ﺻﻔﺤﻪ وﺟﻮد دارد ﮐﻪ ﺑﻪ ازای ﻫﺮ ﻧﻘﻄﻪ از اﯾﻦ ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ،
دﻗﯿﻘﺎً nﻧﻘﻄﻪی دﯾ ﺮ از اﯾﻦ ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ﺑﺎ ﻓﺎﺻﻠﻪی ١از آن وﺟﻮد داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﻨﺪ.
ﺣﻞ .ﺑﺮای ﺣﻞ ﻣﺴﺌﻠﻪ از اﺳﺘﻘﺮا روی nاﺳﺘﻔﺎده ﻣ ﮐﻨﯿﻢ.
ﭘﺎﯾﻪی اﺳﺘﻘﺮا :اﮔﺮ ،n = ١ﮐﺎﻓ اﺳﺖ دو ﻧﻘﻄﻪ ﺑﻪ ﻓﺎﺻﻠﻪی ١از ﯾ دﯾ ﺮ در ﻧﻈﺮ ﺑ ﯿﺮﯾﻢ.
ﺣﺎل ﻓﺮض ﮐﻨﯿﺪ ﺣ ﻢ ﻣﺴﺌﻠﻪ ﺑﺮای n = kدرﺳﺖ اﺳﺖ .آن را ﺑﺮای n = k + ١ﺛﺎﺑﺖ ﻣ ﮐﻨﯿﻢ .ﻣﺠﻤﻮﻋﻪی Pkرا
در ﻧﻈﺮ ﺑ ﯿﺮﯾﺪ و ﻧﻘﺎط آن را a١ , . . . , amﺑﻨﺎﻣﯿﺪ .ﺑﺮدار vرا در ﻧﻈﺮ ﺑ ﯿﺮﯾﺪ و ﻓﺮض ﮐﻨﯿﺪ ﻧﻘﺎط ﻣﺠﻤﻮﻋﻪی Pk′ﺣﺎﺻﻞ
اﻧﺘﻘﺎل ﻧﻘﺎط ﻣﺠﻤﻮﻋﻪی Pkﺗﺤﺖ vﺑﺎﺷﻨﺪ .اﯾﻦ ﻧﻘﺎط را a′١ , . . . , a′mﻣ ﻧﺎﻣﯿﻢ ﮐﻪ a′iﻣﺘﻨﺎﻇﺮ ﺑﺎ aiاﺳﺖ .ادﻋﺎ ﻣ ﮐﻨﯿﻢ
ﺑﺎ اﻧﺘﺨﺎب ﻣﻨﺎﺳﺐ ،vﻣﺠﻤﻮﻋﻪی Pk ∪ Pk′ﺟﻮاﺑ ﺑﺮای ﻣﺴﺌﻠﻪ اﺳﺖ.
ﺗﻮﺟﻪ ﮐﻨﯿﺪ vﻫﺮ ﺑﺮداری ﺑﺎﺷﺪ ،ﺗﻌﺪاد ﻧﻘﺎط ﺑﺎ ﻓﺎﺻﻠﻪ ﯾ از ﻫﺮ ﻧﻘﻄﻪ ﺣﺪاﻗﻞ k + ١ﻣ ﺷﻮد .ﭼﺮا ﮐﻪ ﺑﻪ ازای ﻫﺮ iﮐﻪ
،١ ⩽ i ⩽ mﻓﺎﺻﻠﻪی ﻧﻘﻄﻪی (a′i ) aiﺗﺎ دﻗﯿﻘﺎً kﻧﻘﻄﻪ از (Pk ) Pk′ﯾ اﺳﺖ و ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﻓﺎﺻﻠﻪی آن ﺗﺎ (ai ) a′i
ﺑﺮاﺑﺮ ١اﺳﺖ .ﭘﺲ ﮐﺎﻓ اﺳﺖ ﺑﺮدار vرا ﻃﻮری اﻧﺘﺨﺎب ﮐﻨﯿﻢ ﮐﻪ اﯾﻦ ﺗﻌﺪاد ﺑﺮای ﻫﺮ ﻧﻘﻄﻪ دﻗﯿﻘﺎً ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺎ k + ١ﺑﺎﺷﺪ.
ﯾﻌﻨ ﺑﺎﯾﺪ ﺑﺮای ﻫﺮ iو jﮐﻪ ١ ⩽ i, j ⩽ mو ،i ̸= jﻓﺎﺻﻠﻪی aiو a′jﻧﺎﺑﺮاﺑﺮ ﯾ ﺑﺎﺷﺪ.
ﺑﻪ ازای ﻫﺮ ،i, jﺣﺪاﮐﺜﺮ دو ﻧﻘﻄﻪ وﺟﻮد دارﻧﺪ ﮐﻪ در ﻓﺎﺻﻠﻪی ﯾ از aiو ajﺑﺎﺷﻨﺪ .ﭘﺲ ﺣﺪاﮐﺜﺮ ﻣﺘﻨﺎﻫ ﺟﻬﺖ ﺑﺮای
اﻧﺘﺨﺎب ﺑﺮدار vﻣ ﺗﻮاﻧﺪ ﺷﺮاﯾﻂ ﻧﺎﻣﻄﻠﻮب را ﺑﻪ وﺟﻮد آورد .ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ اﯾﻦ ﮐﻪ ﺗﻌﺪاد ﺟﻬﺖﻫﺎ ﻧﺎﻣﺘﻨﺎﻫ اﺳﺖ ،ﺣﺘﻤﺎً
▷
ﺟﻬﺖ ﻣﻨﺎﺳﺒ ﺑﺮای vوﺟﻮد دارد.
ﻣﺴﺌﻠﻪی .۴اﻧﺘﻘﺎل ﺳﺮﯾﻊ اﺧﺒﺎر
nﻧﻔﺮ دارﯾﻢ ﮐﻪ در اﺑﺘﺪا ﻫﺮ ﯾ از آنﻫﺎ ﯾ ﺧﺒﺮ ﻣﺘﻤﺎﯾﺰ دارﻧﺪ ) .(n ⩾ ۴در ﻫﺮ ﺗﻤﺎس ،دو ﻧﻔﺮ ﺑﺎ ﻫﻢ ﺻﺤﺒﺖ
ﻣ ﮐﻨﻨﺪ و ﺗﻤﺎﻣ اﺧﺒﺎری را ﮐﻪ ﻣ داﻧﻨﺪ ﺑﻪ ﯾ دﯾ ﺮ ﻣ ﮔﻮﯾﻨﺪ .ﺛﺎﺑﺖ ﮐﻨﯿﺪ ﺗﺮﺗﯿﺐ ﺗﻤﺎسﻫﺎ ﻣ ﺗﻮاﻧﺪ ﻃﻮری ﺑﺎﺷﺪ ﮐﻪ ﺑﺎ
) (٢n − ۴ﺑﺎر ﺗﻤﺎس ،ﺗﻤﺎﻣ اﻓﺮاد از ﺗﻤﺎﻣ اﺧﺒﺎر ﻣﻄﻠﻊ ﺷﻮﻧﺪ.
ﺣﻞ .ﺑﺮای اﺛﺒﺎت ﻣﺴﺌﻠﻪ از اﺳﺘﻘﺮا روی nاﺳﺘﻔﺎده ﻣ ﮐﻨﯿﻢ.
ﭘﺎﯾﻪی اﺳﺘﻘﺮا :اﮔﺮ n = ۴ﺑﺎﺷﺪ و اﻓﺮاد را a١ , . . . , a۴ﺑﻨﺎﻣﯿﻢ ،ﺗﻤﺎسﻫﺎ را ﺑﻪ ﺗﺮﺗﯿﺐ زﯾﺮ در ﻧﻈﺮ ﺑ ﯿﺮﯾﺪ:
} {a١ , a٢ } , {a٣ , a۴ } , {a١ , a٣ } , {a٢ , a۴
ﭘﺲ ﻣ ﺗﻮاﻧﯿﻢ ﺑﺎ ۴ = ٢ × ۴ − ۴ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺗﻤﺎس ،ﺗﻤﺎﻣ اﻃﻼﻋﺎت را ﻣﻨﺘﻘﻞ ﮐﻨﯿﻢ.
ﺣﺎل ﻓﺮض ﮐﻨﯿﺪ ﺣ ﻢ ﻣﺴﺌﻠﻪ ﺑﺮای n = kدرﺳﺖ ﺑﺎﺷﺪ .آن را ﺑﺮای n = k+١ﺛﺎﺑﺖ ﻣ ﮐﻨﯿﻢ .اﻓﺮاد را a١ , . . . , ak+١
ﺑﻨﺎﻣﯿﺪ .اﮔﺮ در اوﻟﯿﻦ ﻣﺮﺣﻠﻪ ak+١و akﯾ ﺗﻤﺎس داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﻨﺪ ak ،از ﺗﻤﺎﻣ اﺧﺒﺎری ﮐﻪ ak+١دارد ﻣﻄﻠﻊ ﻣ ﺷﻮد.
ﺳﭙﺲ ak+١را ﺣﺬف ﻣ ﮐﻨﯿﻢ و ﻃﺒﻖ ﻓﺮض اﺳﺘﻘﺮا ،ﻣﺴﺌﻠﻪ را ﺑﺮای kﻧﻔﺮ ﺑﺎﻗ ﻣﺎﻧﺪه ﺣﻞ ﻣ ﮐﻨﯿﻢ .در ﻧﺘﯿﺠﻪی آن،
ﻫﻤﻪی اﯾﻦ kﻧﻔﺮ ﺗﻮﺳﻂ ٢k − ۴ﺗﻤﺎس ،از اﺧﺒﺎر ﯾ دﯾ ﺮ ﻣﻄﻠﻊ ﻣ ﺷﻮﻧﺪ و ﭼﻮن akاﺧﺒﺎر ak+١را ﻧﯿﺰ در ﺑﺮ
داﺷﺖ ،ﻧﺘﯿﺠﻪ ﻣ ﮔﯿﺮﯾﻢ ﮐﻪ a١ , . . . , akاز ﻫﻤﻪی اﺧﺒﺎر ﮐﻞ ﺟﻤﻊ )ﺑﺎ اﺣﺘﺴﺎب (ak+١ﻣﻄﻠﻊاﻧﺪ .ﺣﺎل ﯾ ﺗﻤﺎس
ﺑﯿﻦ ak+١و akﺑﺮﻗﺮار ﻣ ﮐﻨﯿﻢ ak .ﮐﻪ از ﮐﻞ اﺧﺒﺎر ﻣﻄﻠﻊ ﺑﻮد ،اﯾﻦ اﺧﺒﺎر را ﺑﻪ ak+١ﻧﯿﺰ اﻧﺘﻘﺎل ﻣ دﻫﺪ .ﭘﺲ ﺑﺎ
١ + (٢k − ۴) + ١ = ٢(k + ١) − ۴ﺗﻤﺎس ،اﺧﺒﺎر را ﺑﯿﻦ ﻫﻤﻪ ﭘﺨﺶ ﮐﺮدﯾﻢ .ﭘﺲ ﺑﻨﺎ ﺑﻪ اﺳﺘﻘﺮا ﺣ ﻢ ﻣﺴﺌﻠﻪ ﺛﺎﺑﺖ
▷
ﻣ ﮔﺮدد.
ﻣﺴﺌﻠﻪی .۵دﻧﺒﺎﻟﻪﻫﺎی ﮐﻤ
ﻓﺮض ﮐﻨﯿﺪ anﺗﻌﺪاد اﻋﺪاد nرﻗﻤ ﻣﺘﺸ ﻞ از ارﻗﺎم ٢ ،١و ٣ﺑﺎﺷﺪ ﮐﻪ ﺗﻌﺪاد زوﺟ رﻗﻢ ١دارﻧﺪ .ﯾ
ﺑﺎزﮔﺸﺘ ﺑﺮای anﺑﯿﺎﺑﯿﺪ و ﺳﭙﺲ اﯾﻦ راﺑﻄﻪی ﺑﺎزﮔﺸﺘ را ﺣﻞ ﮐﻨﯿﺪ.
ﺣﻞ .دﻧﺒﺎﻟﻪی ﮐﻤ
راﺑﻄﻪای
bnرا ﺑﺮاﺑﺮ ﺗﻌﺪاد اﻋﺪادی ﺗﻌﺮﯾﻒ ﻣ ﮐﻨﯿﻢ ﮐﻪ ﻓﺮد رﻗﻢ ١دارﻧﺪ .ﺧﻮاﻫﯿﻢ داﺷﺖ:
an = ٢an−١ + bn−١
bn = ٢bn−١ + an−١
ﺟﻤﻼت اوﻟﯿﻪی اﯾﻦ دو دﻧﺒﺎﻟﻪ a١ = ٢و b١ = ١ﻫﺴﺘﻨﺪ.
ﺑﺮای ﺣﻞ راﺑﻄﻪ ﺑﺎزﮔﺸﺘ ،از ﻗﺴﻤﺖ ﻗﺒﻞ دارﯾﻢ:
bn−١ = an − ٢an−١ ⇒ bn = ٢bn−١ + an−١ = ٢an − ٣an−١
⇒ an = ٢an−١ + bn−١ = ۴an−١ − ٣an−٢
ﭘﺲ ﻣﻌﺎدﻟﻪی ﻣﺸﺨﺼﻪی اﯾﻦ راﺑﻄﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت r٢ − ۴r + ٣ = ٠ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد .رﯾﺸﻪﻫﺎی اﯾﻦ ﻣﻌﺎدﻟﻪ r١ = ٣, r٢ = ١
ﻫﺴﺘﻨﺪ .ﭘﺲ ﺟﻮاب ﻣﻌﺎدﻟﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت an = α١ r١n + α٢ r٢nﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد ﮐﻪ ﻣﻘﺪار ﻣﻨﺎﺳﺐ α١و α٢ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻣﻘﺪار
n
▷
a١و a٢ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻣ ﺷﻮﻧﺪ و در ﻧﻬﺎﯾﺖ ﺧﻮاﻫﯿﻢ داﺷﺖ.an = ٣ ٢+١ :
ﻣﺴﺌﻠﻪی .⋆ ۶ﺣﻞ رواﺑﻂ ﺑﺎزﮔﺸﺘ
راﺑﻄﻪی ﺻﺮﯾﺤ ﺑﺮای رواﺑﻂ ﺑﺎزﮔﺸﺘ زﯾﺮ ﺑﻪ دﺳﺖ آورﯾﺪ.
اﻟﻒ( a١ = ١٨, a٢ = ٢۴, an = an−١ + ۶an−٢
ب( b١ = ٠, b٢ = ١۶, bn = ٨bn−١ − ١۶bn−٢
ج( c١ = ٠, c٢ = ۴۶, cn = −۴cn−١ + ١٢cn−٢ − ١۴
د( d١ = ١٨, d٢ = ١٠٢, dn = ۴dn−١ − ٣dn−٢ + ۴ × ٣n
ه( e١ = ۴, e٢ = −٢٠, en = ٢en−١ − en−٢ − ١٢n
ﺣﻞ.
اﻟﻒ( ﻣﻌﺎدﻟﻪی ﻣﺸﺨﺼﻪی اﯾﻦ راﺑﻄﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت r٢ − r − ۶ = ٠اﺳﺖ.
r٢ − r − ۶ = ٠ ⇒ r١ = −٢, r٢ = ٣ ⇒ an = α١ (−٣)n + α٢ ۵n
ﺑﺎ ﺟﺎیﮔﺬاری ﻣﻘﺎدﯾﺮ اوﻟﯿﻪی راﺑﻄﻪ در اﯾﻦ ﻣﻌﺎدﻟﻪ ،ﻣﻘﺪار ﻣﻨﺎﺳﺐ را ﺑﺮای α١و α٢ﭘﯿﺪا ﻣ ﮐﻨﯿﻢ .ﺟﻮاب ﻧﻬﺎﯾ
ﺑﻪ ﺻﻮرت an = −٣ × (−٢)n + ۴ × ٣nﺑﻪ دﺳﺖ ﻣ آﯾﺪ.
ب( ﻣﻌﺎدﻟﻪی ﻣﺸﺨﺼﻪی اﯾﻦ راﺑﻄﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت r٢ − ٨r + ١۶ = ٠اﺳﺖ.
r٢ − ٨r + ١۶ = ٠ ⇒ r١ = r٢ = ۴
⇒ bn = α١ ۴n + α٢ n۴n
ﺑﺎ ﺟﺎیﮔﺬاری ﻣﻘﺎدﯾﺮ اوﻟﯿﻪی راﺑﻄﻪ در اﯾﻦ ﻣﻌﺎدﻟﻪ ،ﻣﻘﺪار ﻣﻨﺎﺳﺐ را ﺑﺮای α١و α٢ﭘﯿﺪا ﻣ ﮐﻨﯿﻢ .ﺟﻮاب ﻧﻬﺎﯾ
ﺑﻪ ﺻﻮرت bn = ۴n − n۴nﺑﻪ دﺳﺖ ﻣ آﯾﺪ.
ج( راﺑﻄﻪی ﻫﻤ ﻦ ﺑﻪ دﺳﺖ آﻣﺪه از اﯾﻦ راﺑﻄﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت cn = −۴cn−١ + ١٢cn−٢اﺳﺖ .ﻣﻌﺎدﻟﻪی ﻣﺸﺨﺼﻪی
اﯾﻦ راﺑﻄﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت r٢ + ۴r − ١٢ = ٠اﺳﺖ ﮐﻪ r١ = −۶و r٢ = ٢رﯾﺸﻪﻫﺎی آن ﻫﺴﺘﻨﺪ .ﭘﺲ ﺟﻮاب
ﻋﻤﻮﻣ اﯾﻦ راﺑﻄﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت cn = α١ (−۶)n + α٢ ٢nاﺳﺖ .ﺣﺎل ﯾ ﺟﻮاب ﺧﺎص ﺑﺮای ﻣﻌﺎدﻟﻪ ﺑﻪ دﺳﺖ
ﻣ آورﯾﻢ .ﻣ داﻧﯿﻢ ﯾ ﺟﻮاب ﺧﺎص اﯾﻦ ﻣﻌﺎدﻟﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت cn = β٠اﺳﺖ .ﺑﺎ ﺟﺎیﮔﺬاری اﯾﻦ ﺟﻮاب در
راﺑﻄﻪی ﺑﺎزﮔﺸﺘ ،ﻣﻘﺪار ﻣﻨﺎﺳﺐ β٠را ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻣ ﮐﻨﯿﻢ .ﯾ ﺟﻮاب ﺧﺎص ﻣﻌﺎدﻟﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت cn = ٢ﺑﻪ دﺳﺖ
ﻣ آﯾﺪ .ﭘﺲ ﺟﻮاب راﺑﻄﻪی ﺑﺎزﮔﺸﺘ ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ ﮐﻪ ﻣﺠﻤﻮع ﺟﻮاب ﻋﻤﻮﻣ و ﺟﻮاب ﺧﺼﻮﺻ راﺑﻄﻪ اﺳﺖ ،ﺑﻪ
ﺻﻮرت cn = α١ (−۶)n + α٢ ٢n + ٢ﺑﻪ دﺳﺖ ﻣ آﯾﺪ .ﺑﺎ ﺟﺎیﮔﺬاری ﻣﻘﺎدﯾﺮ اوﻟﯿﻪی راﺑﻄﻪ در اﯾﻦ ﻣﻌﺎدﻟﻪ،
ﻣﻘﺎدﯾﺮ ﻣﻨﺎﺳﺐ α١و α٢را ﺑﻪ دﺳﺖ ﻣ آورﯾﻢ .ﺟﻮاب ﻧﻬﺎﯾ ﺑﻪ ﺻﻮرت cn = (−۶)n + ٢ × ٢n + ٢ﺑﻪ
دﺳﺖ ﻣ آﯾﺪ.
د( راﺑﻄﻪی ﻫﻤ ﻦ ﺑﻪ دﺳﺖ آﻣﺪه از اﯾﻦ راﺑﻄﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت dn = ۴dn−١ − ٣dn−٢اﺳﺖ .ﻣﻌﺎدﻟﻪی ﻣﺸﺨﺼﻪی
اﯾﻦ راﺑﻄﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت r٢ − ۴r + ٣ = ٠اﺳﺖ ﮐﻪ r١ = ١و r٢ = ٣رﯾﺸﻪﻫﺎی آن ﻫﺴﺘﻨﺪ .ﭘﺲ ﺟﻮاب
ﻋﻤﻮﻣ اﯾﻦ راﺑﻄﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت dn = α١ + α٢ ٣nاﺳﺖ .اﺑﺘﺪا ﯾ ﺟﻮاب ﺧﺎص ﺑﺮای ﻣﻌﺎدﻟﻪ ﺑﻪ دﺳﺖ ﻣ آورﯾﻢ.
ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ اﯾﻦ ﮐﻪ ٣ﯾ رﯾﺸﻪی ﻣﻌﺎدﻟﻪی ﻣﺸﺨﺼﻪ اﺳﺖ ،ﻣ داﻧﯿﻢ ﯾ ﺟﻮاب ﺧﺎص اﯾﻦ ﻣﻌﺎدﻟﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت
dn = β١ n٣nاﺳﺖ .ﺑﺎ ﺟﺎیﮔﺬاری اﯾﻦ ﺟﻮاب در راﺑﻄﻪی ﺑﺎزﮔﺸﺘ ،ﻣﻘﺪار ﻣﻨﺎﺳﺐ β١را ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻣ ﮐﻨﯿﻢ.
ﯾ ﺟﻮاب ﺧﺎص ﻣﻌﺎدﻟﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت dn = ۶n٣nﺑﻪ دﺳﺖ ﻣ آﯾﺪ .ﭘﺲ ﺟﻮاب راﺑﻄﻪی ﺑﺎزﮔﺸﺘ ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ ﮐﻪ
ﻣﺠﻤﻮع ﺟﻮاب ﻋﻤﻮﻣ و ﺟﻮاب ﺧﺼﻮﺻ راﺑﻄﻪ اﺳﺖ ،ﺑﻪ ﺻﻮرت dn = α١ + α٢ ٣n + ۶n٣nﺑﻪ دﺳﺖ
ﻣ آﯾﺪ .ﺑﺎ ﺟﺎیﮔﺬاری ﻣﻘﺎدﯾﺮ اوﻟﯿﻪی راﺑﻄﻪ در اﯾﻦ ﻣﻌﺎدﻟﻪ ،ﻣﻘﺎدﯾﺮ ﻣﻨﺎﺳﺐ α١و α٢را ﺑﻪ دﺳﺖ ﻣ آورﯾﻢ.
ﺟﻮاب ﻧﻬﺎﯾ ﺑﻪ ﺻﻮرت dn = ۶ − ٢ × ٣n + ۶n٣nﺑﻪ دﺳﺖ ﻣ آﯾﺪ.
ه( راﺑﻄﻪی ﻫﻤ ﻦ ﺑﻪ دﺳﺖ آﻣﺪه از اﯾﻦ راﺑﻄﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت en = ٢en−١ − en−٢اﺳﺖ .ﻣﻌﺎدﻟﻪی ﻣﺸﺨﺼﻪی اﯾﻦ
راﺑﻄﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت r٢ − ٢r + ١ = ٠اﺳﺖ ﮐﻪ r١ = r٢ = ١رﯾﺸﻪﻫﺎی آن ﻫﺴﺘﻨﺪ .ﭘﺲ ﺟﻮاب ﻋﻤﻮﻣ
اﯾﻦ راﺑﻄﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت en = α١ + α٢ nاﺳﺖ .اﺑﺘﺪا ﯾ ﺟﻮاب ﺧﺎص ﺑﺮای ﻣﻌﺎدﻟﻪ ﺑﻪ دﺳﺖ ﻣ آورﯾﻢ .ﺑﺎ
ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ اﯾﻦ ﮐﻪ ١ﯾ رﯾﺸﻪی درﺟﻪی دو از ﻣﻌﺎدﻟﻪی ﻣﺸﺨﺼﻪ اﺳﺖ ،ﻣ داﻧﯿﻢ ﯾ ﺟﻮاب ﺧﺎص اﯾﻦ ﻣﻌﺎدﻟﻪ
ﺑﻪ ﺻﻮرت en = β٢ n٢ + β٣ n٣اﺳﺖ .ﺑﺎ ﺟﺎیﮔﺬاری اﯾﻦ ﺟﻮاب در راﺑﻄﻪی ﺑﺎزﮔﺸﺘ ،ﻣﻘﺪار ﻣﻨﺎﺳﺐ β٢
و β٣را ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻣ ﮐﻨﯿﻢ .ﯾ ﺟﻮاب ﺧﺎص ﻣﻌﺎدﻟﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت en = −۶n٢ − ٢n٣ﺑﻪ دﺳﺖ ﻣ آﯾﺪ .ﭘﺲ
ﺟﻮاب راﺑﻄﻪی ﺑﺎزﮔﺸﺘ ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ ﮐﻪ ﻣﺠﻤﻮع ﺟﻮاب ﻋﻤﻮﻣ و ﺟﻮاب ﺧﺼﻮﺻ راﺑﻄﻪ اﺳﺖ ،ﺑﻪ ﺻﻮرت
en = α١ + α٢ n − ۶n٢ − ٢n٣ﺑﻪ دﺳﺖ ﻣ آﯾﺪ .ﺑﺎ ﺟﺎیﮔﺬاری ﻣﻘﺎدﯾﺮ اوﻟﯿﻪی راﺑﻄﻪ در اﯾﻦ ﻣﻌﺎدﻟﻪ ،ﻣﻘﺎدﯾﺮ
ﻣﻨﺎﺳﺐ α١و α٢را ﺑﻪ دﺳﺖ ﻣ آورﯾﻢ .ﺟﻮاب ﻧﻬﺎﯾ ﺑﻪ ﺻﻮرت en = ۴ + ٨n − ۶n٢ − ٢n٣ﺑﻪ دﺳﺖ
ﻣ آﯾﺪ.
▷
ﻣﺴﺌﻠﻪی .⋆ ٧ﺗﻮاﺑﻊ ﻣﻮﻟﺪ
رواﺑﻂ ﺑﺎزﮔﺸﺘ زﯾﺮ را ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﺗﻮاﺑﻊ ﻣﻮﻟﺪ ﺣﻞ ﮐﻨﯿﺪ.
اﻟﻒ( a٠ = ٢, an = ٢an−١ + ٣
ب( a٠ = ۵, a١ = ۵, an = ٢an−٢
ﺣﻞ.
: دارﯾﻢ. اﺳﺖG(x) =
∑∞
i=٠
ai xi اﻟﻒ( ﺗﺎﺑﻊ ﻣﻮﻟﺪ اﯾﻦ دﻧﺒﺎﻟﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت
an = ٢an−١ + ٣ ⇒ an xn = ٢an−١ xn + ٣xn
∞
∞
∞
∑
∑
∑
n
n
⇒
an x =
٢an−١ x +
٣xn
n=١
n=١
⇒ G(x) − a٠ = ٢xG(x) +
n=١
∞
∑
٣xn
n=١
٣x
١−x
٢
٣x
۵
٣
⇒ G(x) =
+
=
−
١ − ٢x (١ − x)(١ − ٢x)
١ − ٢x ١ − x
∑
∑∞
٣
۵
i
i i
ﺑﺮاﺑﺮ اﺳﺖ ﺑﺎG(x) درxi ﭘﺲ ﺿﺮﯾﺐ، ١−x
= ∞
i=٠ ٣x و١−٢x =
i=٠ (۵ × ٢ )x ﺣﺎل ﭼﻮن
.ai = ۵ × ٢i − ٣ ﭘﺲ.۵ × ٢i − ٣
∑
i
: دارﯾﻢ. اﺳﺖG(x) = ∞
i=٠ ai x ب( ﺗﺎﺑﻊ ﻣﻮﻟﺪ اﯾﻦ دﻧﺒﺎﻟﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت
⇒ G(x) − ٢xG(x) = ٢ +
an = ٢an−٢ ⇒ an xn = ٢an−٢ xn
∞
∞
∑
∑
n
⇒
an x =
٢an−٢ xn
n=٢
n=٢
⇒ G(x) − a٠ − a١ x = ٢x٢ G(x)
⇒ G(x) − ٢x٢ G(x) = ۵x + ۵
∞
∞
∑
∑
n
۵x + ۵
n ٢n
⇒ G(x) =
= (۵x + ۵)
٢ x =
۵ × ٢⌊ ٢ ⌋ xn
٢
١ − ٢x
n=٠
n=٠
.ai = ۵ × ٢⌊ ٢ ⌋ ﭘﺲ.۵ × ٢⌊ ٢ ⌋ ﺑﺮاﺑﺮ اﺳﺖ ﺑﺎG(x) درxi ﭘﺲ ﺿﺮﯾﺐ
n
▷
n
© Copyright 2025 Paperzz