diff --git a/chapter22.ipynb b/chapter22.ipynb index 1937c88..68a0b1c 100644 --- a/chapter22.ipynb +++ b/chapter22.ipynb @@ -50,7 +50,7 @@ "\n", "接下来看一个斐波那契数列(Fibonacci sequence)的例子:\n", "\n", - "$0,1,1,2,3,5,8,13,\\cdots,F_{100}=?$,我们要求第一百项的公式,并观察这个数列是如何增长的。可以想象这个数列并不是稳定数列,因此无论如何该矩阵的特征值并不都小于一,这样才能保持增长。而他的增长速度,则有特征值来决定。\n", + "$0,1,1,2,3,5,8,13,\\cdots,F_{100}=?$,我们要求第一百项的公式,并观察这个数列是如何增长的。可以想象这个数列并不是稳定数列,因此无论如何该矩阵的特征值并不都小于一,这样才能保持增长。而他的增长速度,则由特征值来决定。\n", "\n", "已知$F_{k+2}=F_{k_1}+F_{k}$,但这不是$u_{k+1}=Au_{k}$的形式,而且我们只要一个方程,而不是方程组,同时这是一个二阶差分方程(就像含有二阶导数的微分方程,希望能够化简为一阶倒数,也就是一阶差分)。\n", "\n", @@ -64,7 +64,7 @@ "\n", "$F_{100}=c_1\\left(\\frac{1+\\sqrt{5}}{2}\\right)^{100}+c_2\\left(\\frac{1-\\sqrt{5}}{2}\\right)^{100}\\approx c_1\\left(\\frac{1+\\sqrt{5}}{2}\\right)^{100}$,由于$-0.618$在幂增长中趋近于$0$,所以近似的忽略该项,剩下较大的项,我们可以说数量增长的速度大约是$1.618$。可以看出,这种问题与求解$Ax=b$不同,这是一个动态的问题,$A$的幂在不停的增长,而问题的关键就是这些特征值。\n", "\n", - "* 继续求解特征向量,$A-\\lambda I=\\begin{bmatrix}1-\\lambda&1\\\\1&1-\\lambda\\end{bmatrix}$,因为有根式且矩阵只有二阶,我们直接观察$\\begin{bmatrix}1-\\lambda&1\\\\1&1-\\lambda\\end{bmatrix}\\begin{bmatrix}?\\\\?\\end{bmatrix}=0$,由于$\\lambda^2-\\lambda-1=0$,则其特征向量为$\\begin{bmatrix}\\lambda\\\\1\\end{bmatrix}$,即$x_1=\\begin{bmatrix}\\lambda_1\\\\1\\end{bmatrix}, x_2=\\begin{bmatrix}\\lambda_2\\\\1\\end{bmatrix}$。\n", + "* 继续求解特征向量,$A-\\lambda I=\\begin{bmatrix}1-\\lambda&1\\\\1&-\\lambda\\end{bmatrix}$,因为有根式且矩阵只有二阶,我们直接观察$\\begin{bmatrix}1-\\lambda&1\\\\1&-\\lambda\\end{bmatrix}\\begin{bmatrix}?\\\\?\\end{bmatrix}=0$,由于$\\lambda^2-\\lambda-1=0$,则其特征向量为$\\begin{bmatrix}\\lambda\\\\1\\end{bmatrix}$,即$x_1=\\begin{bmatrix}\\lambda_1\\\\1\\end{bmatrix}, x_2=\\begin{bmatrix}\\lambda_2\\\\1\\end{bmatrix}$。\n", "\n", "最后,计算初始项$u_0=\\begin{bmatrix}F_1\\\\F_0\\end{bmatrix}=\\begin{bmatrix}1\\\\0\\end{bmatrix}$,现在将初始项用特征向量表示出来$\\begin{bmatrix}1\\\\0\\end{bmatrix}=c_1x_1+c_2x_2$,计算系数得$c_1=\\frac{\\sqrt{5}}{5}, c_2=-\\frac{\\sqrt{5}}{5}$。\n", "\n",