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「斐波那契汤」(今天的汤=昨天的汤+前天的汤)味道是收敛的吗?

2024-08-05心灵

这其实是一个非常有意思的数学建模问题,没有标准答案,不过我想在 @量化调酒师 的回答的基础上完善一下。

最简单的模型

假设用 a_n 描述第 n 天的汤的某项能反应味道的指标(比如咸度),并且设第 n 天的汤中含有昨天的汤的比例为 1:1 ,则有

a_n=\dfrac{1}{2}a_{n-1}+\dfrac{1}{2}a_{n-2},

如果假设第一天的汤的指标 a_1 和第二天的汤的指标 a_2 都已知,可以应用特征根法算出数列 \{a_n\} 的通项公式,可以参考我的这篇文章。

上述递推式对应的特征方程 2x^2-x-1=(2x+1)(x-1)=0 ,因此设

a_n=\alpha+\beta\left(-\dfrac{1}{2}\right)^{n-1},

根据 a_1=\alpha+\beta , a_2=\alpha-\dfrac{1}{2}\beta ,解得 \alpha=\dfrac{a_1+2a_2}{3} , \beta=\dfrac{2a_1-2a_2}{3} ,因此