Esimerkki 2
Määritä lukujonon rekursiivinen sääntö ja neljäs jäsen, kun kolme ensimmäistä jäsentä ovat
a) [[$ 625, 25, 5,... $]]
b) [[$ 2, -4, -16,... $]]
c) [[$ 2, -4, 16,... $]]
d) [[$ 3, 1, 1,... $]]
Ratkaisu:
a) [[$ 625, 25, 5,... $]]
[[$ 25^2=625 $]], joten [[$ \sqrt{625}=25 $]]. Rekursiivinen sääntö on
[[$ \begin{cases} a_1=625 \\ a_n=\sqrt{a_{n-1}} & \quad n=2,3,4,... \end{cases} $]]
Neljäs jäsen on [[$ \sqrt{5} $]].
b) [[$ 2, -4, -16,... $]]
[[$ 2^2=4 $]] ja [[$ 4^2=16 $]]. Tällöin rekursiivinen sääntö on
[[$ \begin{cases} a_1=2 \\ a_n=-1 \cdot (a_{n-1})^2 & \quad n=2,3,4,... \end{cases} $]]
Neljäs jäsen on [[$ -1 \cdot (-16)^2=-256 $]].
c) [[$ 2, -4, 16,... $]]
[[$ 2^2=4 $]] ja [[$ 4^2=16 $]] aivan kuten edellä. Nyt etumerkki vaihtuu joka toisessa jäsenessä, joten kerrotaan [[$ (-1) $]]:llä.
| n | [[$ a_n $]] | ||
|---|---|---|---|
| 1 | 2 | | |
| 2 | -4 | [[$ =2^2 \cdot(-1) $]] | [[$ =2^2 \cdot(-1)^1 $]] |
| 3 | 16 | [[$ =(-4)^2 \cdot(-1)\cdot(-1) $]] | [[$ =(-4)^2 \cdot(-1)^2 $]] |
| 4 | -256 | [[$ =16^2 \cdot(-1)\cdot(-1)\cdot(-1) $]] | [[$ =16^2 \cdot(-1)^3 $]] |
| [[$ n $]] | [[$ =(a_{n-1})^2 \cdot(-1)^{n-1} $]] |
Rekursiivinen sääntö on
[[$ \begin{cases} a_1=2 \\ a_n=(a_{n-1})^2 \cdot(-1)^{n-1} & \quad n=2,3,4,... \end{cases} $]]
Neljäs jäsen on [[$ -256 $]].
Toinen vaihtoehto:
| n | [[$ a_n $]] | |||
|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | | ||
| 2 | -4 | [[$ =2 \cdot(-2) $]] | [[$ =2 \cdot 2 \cdot(-1) $]] | [[$ =2 \cdot 2^1 \cdot(-1) $]] |
| 3 | 16 | [[$ =(-4) \cdot(-4) $]] | [[$ =-4 \cdot 2 \cdot 2 \cdot(-1) $]] | [[$ =(-4) \cdot 2^2 \cdot(-1) $]] |
| 4 | -128 | [[$ =16 \cdot(-8) $]] | [[$ =16 \cdot 2^3 \cdot(-1) $]] | |
| [[$ n $]] | [[$ =a_{n-1} \cdot 2^{n-1} \cdot (-1) $]] |
Rekursiivinen sääntö on
[[$ \begin{cases} a_1=2 \\ a_n=a_{n-1} \cdot 2^{n-1} \cdot(-1) & \quad n=2,3,4,... \end{cases} $]]
Neljäs jäsen on [[$ -128 $]].
Huom! Tästä esimerkistä huomataan, että, jos lukujonon jäseniä tiedetään vain muutama, lukujonon säännön selvittäminen ei ole yksiselitteistä.
d) [[$ 3, 1, 1,... $]]
Tähänkin voi löytyä useampia ratkaisuja. Esimerkiksi
[[$ \begin{cases} a_1=3 \\ a_n=1^{a_{n-1}} & \quad n=2,3,4,... \end{cases} $]]
Tällöin neljäs jäsen on [[$ 1^1=1 $]].