算法设计与分析-习题-用生成函数求解递归方程f(n)=2f(n/2)+cn,f(1)=0

博客详细介绍了如何运用生成函数解决形如f(n)=2f(n/2)+cn的递归方程,通过换元和解析表达式的转换,得出f(n)=cnlogn的结论,展示了数学在解决计算问题中的应用。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

目录

题目描述

求解思路

求解过程


题目描述

用生成函数求解递归方程f(n)=2f(n/2)+cn,f(1)=0。

求解思路

换名

求解过程

把n表示成k的关系,原递归方程改写为:

 再令 ,于是原递归方程可写成:

 以g(k)为系数。构造一个生成函数:

为了求出g(k)的值,对G(x)进行如下演算,求出其解析表达式,再把解析表达式转换成对应的幂级数,级数中x的n次项的系数即为g(k)的值。为此,有:

所以:

又因为k=logn,有:

 所以:f(n)=cnlogn

参考资源链接:[递归方程解的渐进阶分析算法](https://wenku.youkuaiyun.com/doc/2ewdrqytvo?utm_source=wenku_answer2doc_content) 递归方程算法分析中占据着核心地位,尤其是在理解算法的时间复杂度时。为了求解递归方程T(n) = 2T(n/2) + n并分析其渐进阶,我们可以采用代入。代入是基于猜测递归方程解的形式,然后使用数学归纳来证明猜测正确性的技巧。这种方在《递归方程解的渐进阶分析算法》一书中有着详尽的介绍和实例,它将帮助你系统地掌握如何对递归方程进行分析。 首先,我们猜测递归方程T(n)的解具有形式T(n) ≤ cnlogn,其中c是一个常数。接下来,我们利用数学归纳来证明这个猜测。 1. 基础情况:首先证明当n的值足够小的时候,猜测成立。例如,我们可以验证当n=1时,递归方程变为T(1) = 2T(1/2) + 1,显然T(1) = 1,满足cnlogn的形式,因此基础情况成立。 2. 归纳步骤:假设对于所有1 ≤ k < n,猜测都成立,即T(k) ≤ cklogk。我们需要证明在n的情况下,T(n) ≤ cnlogn也成立。根据递归方程T(n) = 2T(n/2) + n,我们可以将其展开为: T(n) = 2(2T(n/4) + n/2) + n = 4T(n/4) + 2n 假设对于n/2的情况猜测也成立,即T(n/2) ≤ c(n/2)log(n/2),那么有: T(n) = 4T(n/4) + 2n ≤ 4c(n/4)log(n/4) + 2n ≤ cnlogn - cnlog2 + 2n ≤ cnlogn + n,因为-log2 < 1 由于n ≥ 1,我们可以得出结论,对于n,猜测也是成立的。 通过归纳,我们可以确定猜测是正确的,因此递归方程T(n) = 2T(n/2) + n的解的渐进阶为O(nlogn)。这种方不仅帮助我们找到了递归方程的上界,也展示了代入递归方程分析中的实用性。如果你希望进一步提升对递归方程求解分析的技能,建议阅读《递归方程解的渐进阶分析算法》,它详细介绍了代入及其他多种方,并提供了丰富的实例和练习题,帮助你在算法设计中达到新的高度。 参考资源链接:[递归方程解的渐进阶分析算法](https://wenku.youkuaiyun.com/doc/2ewdrqytvo?utm_source=wenku_answer2doc_content)
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包

打赏作者

呆毛小叮

你的鼓励将是我创作的最大动力

¥1 ¥2 ¥4 ¥6 ¥10 ¥20
扫码支付:¥1
获取中
扫码支付

您的余额不足,请更换扫码支付或充值

打赏作者

实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值