■太鼓の形は聞こえない(その12)
漸化式は
合計=2^n-1・(n,k+1)+2n・f(n−1,k)
f(n,k)=合計/(n−k),k=2〜n−1
の形で与えられる.(その11)の続きを解いてみよう.
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【1】k=2の場合
f(n,2)={2^n-1・(n,3)+2n・f(n−1,2)}/(n−2)
f(n,2)={2^n-2・n(n−1)/3+2n/(n−2)・f(n−1,2)
f(n,2)=2n/(n−2)f(n−1,2)+2^n-2n(n−1)/3・・・[1]
2n/(n−2)において,n→n+1すなわち2(n+1)/(n−1)として両辺にかけると
2(n+1)/(n−1)f(n,2)=2^2n(n+1)/(n−2)(n−1)f(n−1,2)+2^n-1n(n+1)/3
2n/(n−2)f(n−1,2)=2^2(n−1)n/(n−3)(n−2)f(n−2,2)+2^n-2(n−1)n/3・・・[2]
2n/(n−2)において,n→n+1すなわち2(n+1)/(n−1)として両辺にかけると
2^2n(n+1)/(n−2)(n−1)f(n−1,2)=2^3n(n+1)/(n−3)(n−2)f(n−2,2)+2^n-1n(n+1)/3
2^2(n−1)n/(n−3)(n−2)f(n−2,2)=2^3(n−2)(n−1)n/(n−4)(n−3)(n−2)f(n−3,2)+2^n-2(n−1)n/3・・・[3]
2n/(n−2)において,n→n+1すなわち2(n+1)/(n−1)として両辺にかけると
2^3n(n+1)/(n−3)(n−2)f(n−2,2)=2^4n(n+1)/(n−4)(n−3)f(n−3,2)+2^n-1n(n+1)/3
2^3(n−1)n/(n−4)(n−3)f(n−3,2)=2^4(n−3)(n−2)(n−1)n/(n−5)(n−4)(n−3)(n−2)f(n−4,2)+2^n-2(n−1)n/3・・・[4]
[1][2][3][4]より,k=2,m=1,2,・・・として右辺はn,n−kから降順にm個の積になっている.
2^m(n−m+1)・・・n/(n−k−m+1)・・・(n−k)f(n−m,k)+2^n-2(n−1)n/3
m=n−3とおくと
2^n-3(n−1)n/6f(3,2)+2^n-2(n−1)n/3=2^n-2(n−1)n/3+2^n-2(n−1)n/3
f(n,2)=2^n-2(n−1)n/3+2^n-2(n−1)n(n−3)/3=2^n-2n(n−1)(n−2)/3
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【2】k=3の場合
f(n,3)={2^n-1・(n,4)+2n・f(n−1,3)}/(n−3)
f(n,3)={2^n-4・n(n−1)(n−2)/3+2n/(n−3)・f(n−1,3)
f(n,3)=2n/(n−3)f(n−1,3)+2^n-4n(n−1)(n−2)/3・・・[1]
2n/(n−3)において,n→n+1すなわち2(n+1)/(n−2)として両辺にかけると
2(n+1)/(n−2)f(n,3)=2^2n(n+1)/(n−3)(n−2)f(n−1,3)+2^n-3(n−1)n(n+1)/3
2n/(n−3)f(n−1,3)=2^2(n−1)n/(n−4)(n−3)f(n−2,3)+2^n-4(n−2)(n−1)n/3・・・[2]
2n/(n−3)において,n→n+1すなわち2(n+1)/(n−2)として両辺にかけると
2^2n(n+1)/(n−3)(n−2)f(n−1,3)=2^3(n−1)n(n+1)/(n−4)(n−3)(n−2)f(n−2,3)+2^n-3(n−1)n(n+1)/3
2^2(n−1)n/(n−4)(n−3)f(n−2,3)=2^3(n−2)(n−1)n/(n−5)(n−4)(n−3)f(n−3,3)+2^n-4(n−2)(n−1)n/3・・・[3]
2n/(n−3)において,n→n+1すなわち2(n+1)/(n−2)として両辺にかけると
2^3(n−1)n(n+1)/(n−4)(n−3)(n−2)f(n−2,3)=2^4(n−1)n(n+1)/(n−5)(n−4)(n−3)f(n−3,3)+2^n-3(n−1)n(n+1)/3
2^3(n−2)(n−1)n/(n−5)(n−4)(n−3)f(n−3,3)=2^4(n−3)(n−2)(n−1)n/(n−6)(n−5)(n−4)(n−3)f(n−4,3)+2^n-4(n−2)(n−1)n/3・・・[4]
[1][2][3][4]より,k=3,m=1,2,・・・として右辺はn,n−kから降順にm個の積になっている.
2^m(n−m+1)・・・n/(n−k−m+1)・・・(n−k)f(n−m,3)+2^n-4(n−2)(n−1)n/3
m=n−4とおくと
2^n-4(n−2)(n−1)n/24f(4,3)+2^n-4(n−2)(n−1)n/3=2^n-4(n−2)(n−1)n/24・16+2^n-4(n−2)(n−1)n/3
f(n,3)=2^n-4(n−2)(n−1)n/24・16+2^n-4(n−2)(n−1)n(n−4)/3=2^n-4n(n−1)(n−2)^2/3
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