점화식

• 점화식 : 항 사이의 관계식을 써서 수열을 나타낸 식.

 

점화식의 풀이법 : 아래 본문

 

Tip) 점화식을 유형별로 분류하여 일반항을 외우지 않는 것을 추천함. 어떤 느낌으로 기본적인 점화식으로 변형할 수 있는지만 기억해 두면 됩니다. 익숙해지면 기본적인 점화식으로 변형해서 푸는 것이 더 빨라짐. 제발 부탁이니 수많은 점화식을 다 외우는 뻘짓을 하지 않기를 바랍니다. 그 뻘짓을 하신다면 이 글도 작성자의 뻘짓이 되는 겁니다 ㅠ

 

• 점화식을 푸는 것이란 : 점화식이 만족하는 수열의 일반항을 알아 내는 것.
  보통의 경우 초기항이 주어져야 완전한 답을 낼 수 있다.
   
  
• 기본적인 점화식:
  
  • : 등차수열
  • : 등비수열
  • : 위의 <계차수열> 참고.
  • : 계차수열을 통한 풀이에서, <모든 항을 더하>지 않고 <모든 항을 곱하>면 됨.
• 기본 점화식의 응용
  
  • 
    
    • 양변에 적당한 상수를 더하면 꼴로 만들 수 있다.
    • 일반항이 인 수열은 공비 인 등비수열,
    • 적당한 상수 는 어떻게 찾냐고? 생각해 볼 것.
       
      
    • ex) , 초기항 1
      양변에 3을 더하면 , 적당한 상수 에 대하여
      초항을 만족시키는 값은 2이므로,
       
      
  • 점화식에 덧셈 기호가 없을 때
    
    • 로그를 취하면 도움이 됨. 로그의 밑은 계산이 간단하도록 적절히 선택하기.
       
      
    • ex) : 밑 2 인 로그를 취하면
      이제 에 대한 점화식을 풀면 됨. (양변에 2를 더해서 …)
       
      
  • 점화식이 분수꼴일때
    
    • 역수를 취하면 도움이 될 때가 많음. (만능은 아님)
       
      
    • ex) : 역수를 취하면 . 이제 에 대한 점화식으로 보고 풀면 됨.
       
      
  • 점화식에 과 이 함께 나올 때
    
    • , 의 관계를 사용하면 을 소거할 수 있다. 
      
  • 꼴의 점화식
    
    • 일 때
      
      • 잘 정리하면 의 형태로 만들 수 있다. 그러면 계차수열 에 대한 등차수열이라고 생각하고, 을 구한다.
      • 계차수열을 알 때 일반항을 구하는 건 할 수 있지?
    • 일 때 : (교육 과정 외, 이 점화식만은 외우는 것을 권장함. 유도 과정이 너무 길다.)
      
      • 결론부터 말하자면,
        
        • 의 두 근을 라 하면, 꼴이며, 초기항 두 개를 아는 경우 상수를 찾을 수 있다.
        • 중근 를 가지는 경우에는 꼴이 된다.
      • 의 두 근 에 대하여, 이다. (근과 계수와의 관계) 그러므로
        라고 쓸 수 있다.
        이제 으로 쓸 수 있다. 에 대한 등비수열을 풀기.
        로도 쓸 수 있다. 에 대한 등비수열을 풀기.
        연립해서 을 소거하면 끝! 중근을 가지는 경우에 대한 유도는 독자에게 맡긴다.
        이 점화식을 인 점화식에 적용해서 풀지 말라는 법도 없다. 한 근이 무조건 1 이 나와서, (등비수열) + (상수) 꼴의 일반항이 나온다.
         
        
      • ex) 피보나치 수열 의 일반항을 구하시오. ()

 

• 꼴의 점화식
  
  • 양변을 로 나눈 후, 에 대한 점화식을 푸는 것이 한 방법. 이 등비수열인 경우 효과적이다.
  • 양변에 적당히 에 대한 식을 더해서 공비 에 대한 등비수열 꼴로 만들 수 있는 경우가 많다.
    
    • 이 다항식인 경우, 양변에 과 같은 차수의 다항식을 (계수를 문자로 두고) 더해서, 등비수열 꼴로 만든 후에 계수 비교를 통해 문자를 찾는다.
       
      
    • ex ) 인 경우, 양변에 를 더하면
      
      우변이 인 경우에 등비수열이 되니까, 이므로 . 그러므로
      . 초기항이 주어진 경우 k 를 찾을 수 있다.
       
      
• 꼴의 점화식
  
  • 양변에 적당히 에 대한 식을 더해서 공비 에 대한 등비수열 꼴로 만들 수 있는 경우가 많다.

 

 

• 점화식의 풀이 중에는 미분방정식의 풀이와 유사한 것이 많다.