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[数列] $\an$ 的所有项都是整数

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hbghlyj 发表于 2024-10-19 00:04 |阅读模式
考虑如下定义的递归序列:
\[
\begin{cases}
a_1 = 1 \\
a_2 = 1 \\
a_3 = -1 \\
a_4 = 1 \\
a_n = \dfrac{a_{n-1} \cdot a_{n-3} + a_{n-2}^2}{a_{n-4}} & \text{对于} n \geq 5
\end{cases}
\]
证明 $\an$ 的所有项都是整数

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kuing 发表于 2024-10-19 11:48
hbghlyj 发表于 2024-10-19 00:09
之前问过,但后来忘了

相关帖子里那个不就是吗?

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是的,该帖子已经发布了归纳证明,但似乎还有其他更具启发性的证明  发表于 2024-10-19 16:30

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isee 发表于 2024-10-19 12:58
kuing 发表于 2024-10-19 11:48
相关帖子里那个不就是吗?

哈哈哈

点评

是的,在该帖子下发布了一个归纳证明,但似乎还有其他证明揭示了它与其他数学分支的关系  发表于 2024-10-19 16:31
isee=freeMaths@知乎

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 楼主| hbghlyj 发表于 2024-10-19 16:25
math.colorado.edu/~kstange/talks/Stange-Berkeley-Alg-Dyn.pdf
在这张幻灯片中列出了4种证明方法,
第一是归纳法,
第二是图论???,
第三是???,
第四是证明该序列是椭圆曲线上某一点的整数倍的分母。???
Screenshot 2024-10-19 092232.png

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 楼主| hbghlyj 发表于 2024-10-19 16:26
该幻灯片中的例子是椭圆曲线 $y^2+y=x^3+x^2-2 x$ 上一点 $P=(0,0)$
\begin{array}{ll}
W_1=1 & P=(0,0) \\
W_2=1 & {[2] P=(3,5)} \\
W_3=-3 & {[3] P=\left(-\frac{11}{3^2}, \frac{28}{3^3}\right)} \\
W_4=11 & {[4] P=\left(\frac{114}{11^2},-\frac{267}{11^3}\right)} \\
W_5=38 & {[5] P=\left(-\frac{2739}{38^2},-\frac{77033}{38^3}\right)} \\
W_6=249 & {[6] P=\left(\frac{89566}{249^2},-\frac{31944320}{249^3}\right)} \\
W_7=-2357 & {[7] P=\left(-\frac{2182983}{2357^2},-\frac{20464084173}{2357^3}\right)}
\end{array}

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Czhang271828 发表于 2024-10-19 17:43
本帖最后由 Czhang271828 于 2024-10-19 20:59 编辑 Cluster 中的老面孔了 (Keller 的学生将 cluster 翻译成丛). 此帖彼帖都写过.
解释一下. 一个箭图的 quiver mutation 定义为如下四步:
固定一个顶点 $k$, 将所有经 $k$ 的长度为 $2$ 的路连作一条路, 继而反转与 $k$ 相连的箭头, 最后拭去 (抵消) 所有的 $2$-回路. 用 Cluster 的语言解释就是 \begin{align*} \text{Cluster}&\longleftrightarrow \{\color{red}{\text{cluster variables}}\},\\ \text{Extended cluster}&\longleftrightarrow \{\color{red}{\text{cluster variables}},\color{blue}{\text{cluster variables}}\};\\ \color{blue}{\text{cluster variables}}&\longleftrightarrow \color{blue}{\bullet\text{ frozen vertices}},\\ \color{red}{\text{cluster variables}}&\longleftrightarrow \color{red}{\bullet\text{ mutable vertices}}. \end{align*} 若将顶点视作自由变量, 一次 quiver mutation 给出以下的改变:
用公式描述, 就是 \begin{align*} \mu_k:&(Q,x)\mapsto (Q',x');\\[6pt] Q'&=\mu_k(Q),\\[6pt] x'&=(x\setminus\{x_k\})\cup \{x_k'\},\\[6pt] x_k':&=\dfrac{\prod_{j\leftarrow k}x_j+\prod_{i\rightarrow k}x_i}{x_k}. \end{align*} Laurent 现象: 对任意 quiver 进行 mutation, 所得变量的分母都是单项式 (没有 $+$ 号).
对有些图, 做一次 quiver mutation 等价于一次旋转, 例如
依照 Laurent 现象, Somos 5-序列的分母只能是 $\{x_0,x_1,x_2,x_3,x_4\}$ 组成的单项式, 从而是 $1$. 类似地,
表明 \begin{align*} x_0:=x_1:=x_2:=x_3:=1,\quad x_{n+4}:=\frac{x_{n+1}x_{n+3}+x_{n+2}^2}{x_n}\quad (n\in \mathbb N) \end{align*} 是整数数列. 其实首几项取 $\pm 1$ 都行, 总之 Laurent 现象可以推广这类问题.

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 楼主| hbghlyj 发表于 2024-10-25 02:26
使用2. Perfect matching可以證明序列漸近:exp(n^2),這比斐波那契序列更快

因為我們計算的是邊長為 n 的菱形圖上完美匹配的數量,所以它的面積漸近 n^2,完美匹配的數量漸近exp(n^2)

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GMT+8, 2025-3-4 21:57

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