單向遞歸是指每一項(xiàng)僅與前一項(xiàng)有關(guān);雙向遞歸是指每一項(xiàng)與前一項(xiàng)以及下一項(xiàng)有關(guān)。我們先看二階以及三階的遞推式解的問題,分為兩類:帶常數(shù)項(xiàng)與不帶常數(shù)項(xiàng)的,即:

注意,兩階的遞推,需要知道2個(gè)初始值;三階的遞推則需要3個(gè)初始值。
用特征方程求解的數(shù)列(里面不帶常數(shù)項(xiàng)),又叫差分?jǐn)?shù)列,AIME會(huì)考察的是二階差分和三階差分;在連續(xù)函數(shù)中,對(duì)應(yīng)的是常微分方程。帶常數(shù)項(xiàng)的,需要先進(jìn)行換元,然后轉(zhuǎn)化為差分?jǐn)?shù)列即可。在下文數(shù)列的專項(xiàng)中,我們會(huì)再提一下。
在AMC中也會(huì)考察有限項(xiàng)的雙向遞歸,有限的雙向遞歸,一般會(huì)列出N元一次方程,然后求解方程即可。比如如下的這道經(jīng)典的青蛙題:

關(guān)于這道題的完整解析也可以加下方犀牛的微信號(hào)然后向我索取完整版的解析,這里我們不再贅述,AMC考察的有限項(xiàng)的雙向遞推。AIME也會(huì)考察類似的題目,再難一點(diǎn)的題目,則考察無限項(xiàng)的遞歸。我們先看一道去年AIME-I卷-12題:(AOPS的解析比較繁瑣,沒有抓住有限元的雙向遞歸的本質(zhì)。)

答案為:

即:16+3=19.
我們看一道相對(duì)復(fù)雜一點(diǎn)的題目:

AOPS里給出的解析是:

Iteratively…會(huì)讓很多同學(xué)一口鮮血噴在電腦屏幕上,提供解析的這位同學(xué)還是沒有弄好帶常數(shù)項(xiàng)的雙遞推數(shù)列如何去做。這道題還是典型的“構(gòu)造型的等差數(shù)列”(注意,當(dāng)你求出來公比是1的時(shí)候,這個(gè)數(shù)列就是等差數(shù)列了,我們可以認(rèn)為等差數(shù)列是一種特殊的差分?jǐn)?shù)列,即公比為1)。另外就是三階差分?jǐn)?shù)列,需要知道三個(gè)初始條件,這道題的a1和a0之間的一個(gè)特殊值,所以可以求出來。另外這道題因?yàn)榍蟮?3項(xiàng),而且遞推式已經(jīng)求出來,就沒必要求通項(xiàng)公式了。
總之,做好遞歸題目,還是先學(xué)會(huì)數(shù)列的各種解法。
數(shù)列題,分為單遞推,以及雙遞推,對(duì)于單遞推來說,用的方法有:
① 差分?jǐn)?shù)列(帶常數(shù)項(xiàng)與不帶常數(shù)項(xiàng)):特征值方程法;
② 構(gòu)造型等差數(shù)列或等比數(shù)列:待定系數(shù)法;
③ 三角換元法:tan(α+β),sin(α+β),tan(π/4+α);
④ 周期數(shù)列法:帶絕對(duì)值的數(shù)列、tan(π/4+α)、tan(π/6+α)寫前6項(xiàng)
⑤ 裂項(xiàng)法(裂項(xiàng)相加然后相消);
⑥ 等差與等比的混合數(shù)列求和(乘以公比,錯(cuò)位相減)
雙遞推數(shù)列的求法:
① 大部分的雙遞推需要消掉bn,然后變?yōu)閱芜f推;
② 如果消不掉,則根據(jù)方程組思想來求解(參考點(diǎn)撥二里面的方程組求法)。
在AIME中,比較難的數(shù)列題,一共18道,歸納如下:

時(shí)間有限,無法講解每道題,如果需要講解的同學(xué),請(qǐng)聯(lián)系客服,進(jìn)行PPT和相應(yīng)的視頻索取,也歡迎大家有更多的討論。