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使用\eqref{1}可以将a[n]表示为LDE(线性差分方程)的解(见holonomic function)
a=DifferenceRoot[Function[{y,n},{y[n]==(n+1)/(2n) y[n-1]+1,y[0]==1}]];
使用GeneratingFunction求出a[n]的生成函数:
FunctionExpand[GeneratingFunction[a[n],n,x]]
输出$$\frac{2 (x+(1-x) \log (1-x)-2)}{(x-2)^2 (x-1)}$$
代入n=3验证一下
Sum[(n+1)Beta[k+1,n-k+1],{k,0,n}]/.n->3
a[3]
D[(2 (x-2+(1-x) Log[1-x]))/((-2+x)^2 (-1+x)),{x,3}]/3!/.x->0
三者都输出8/3
使用生成函数求a[n]渐近展开式:
In[]:= For[f=(2 (x-2+(1-x) Log[1-x]))/((-2+x)^2 (-1+x));n=0;S={},n<8,n++,c=Limit[f(1-x),x->1];AppendTo[S,c];f=FullSimplify[D[f-c/(1-x),x]x]];S
Out[]= {2,2,4,16,88,616,5224,51976}
和7#的结果一样 于是可以把生成函数形式地写成
$$\frac{2 (x+(1-x) \log (1-x)-2)}{(x-2)^2 (x-1)}=\frac2{1-x}+\int^x_{b_1}\cfrac{\mathrm dx_1\left(\cfrac2{1-x_1}+\int^{x_2}_{b_2}\cfrac{\mathrm dx_2\left(\cfrac4{1-x_2}+\int^{x_3}_{b_3}\cfrac{\mathrm dx_3\left(\cfrac{16}{1-x_3}+\cdots\right)}{x_3}\right)}{x_2}\right)}{x_1}$$
其中$b_1,b_2,\cdots$是一些常数, $b_1$ = 1 - ProductLog[1/E] |
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