Question
Opcional Nota: A resposta deste item é um número entre 0 e 99. Céos está brincando com os números . Ele pretende formar uma sequência (f(0),f(1),f(2),ldots ) onde, para todo n natural, f(n+2)-sqrt (2)f(n+1)+f(n)=0 Se f(0)=1 e f(1)=0 qual o número na posição 2024? square 1
Solution
4.7
(184 Votos)
Marcelo
Veterano · Tutor por 12 anos
Resposta
Para resolver essa sequência, podemos usar o método de diagonalização. Primeiro, vamos reescrever a relação de recorrência dada:
Podemos observar que essa relação de recorrência é uma diferença de segunda ordem, que pode ser escrita na forma de uma matriz de diferença de segunda ordem:
Podemos diagonalizar essa matriz para obter a forma diagonalizada. A matriz diagonalizada será da forma:
onde
e
são os autovalores da matriz original.Para encontrar os autovalores, podemos usar o determinante:
Resolvendo o determinante, encontramos os autovalores
e
.Agora, podemos escrever a forma diagonalizada da matriz de diferença de segunda ordem:
A partir da forma diagonalizada, podemos ver que a sequência é uma combinação linear dos termos de potência de
e
.Podemos escrever a solução geral da forma:
Usando as condições iniciais
e
, podemos encontrar os valores de
e
:
Resolvendo esse sistema de equações, encontramos
e
.Portanto, a solução geral da sequência é:
Para encontrar o número na posição 2024, substituímos
na solução geral:
Como
é um número muito grande, o termo
será muito pequeno em comparação. Portanto, podemos aproximar:
Portanto, o número na posição 2024 é aproximadamente
.