2010-02-01

[離散]Catalan number 之變形

令A(x)為a_n之生成函數
請問一下a_n = a_2*a_n-1 + a_3*a_n-2 + ... + a_n-1*a_2
a_2 = 1

這個要怎樣推導出 A(x)的多項式形式呢...

11 則留言:

Baleezo 提到...

請問是會導出

A(x)-x
=[A(x)^2 -a_0*a_0 -2(a_0*a_1)x]/x

這樣嗎 ?

線代離散助教(wynne) 提到...

和Catalan number的生成函數C(x)的導法差不多, 假設令 a0=a1=n, A(x)=Σan(x^n)[n=0~∞], 用暴力法乘一下就可以發現
A(x)-a0-a1x-a2(x^2) = ((A(x)-a0-a1x)^2)/x
=> A(x)-x^2 = A(x)^2/x
=> A(x)=(x^2)C(x), 所以 an = c(n-2)

Baleezo 提到...

請問為什麼要令a0=a1=n呢

另外 A(x)-x^2 = A(x)^2/x
=> A(x)=(x^2)C(x)

這邊的C(x)是什麼呢

pai 提到...

請問n為什麼從0開始呢?
是不是應該從3開始?
還有等式右邊為什麼要除X?
A(x)-a0-a1x-a2(x^2) = ((A(x)-a0-a1x)^2)/x

Baleezo 提到...

如果令a0=a1=0代入

an好像會等於A(x)^2 的x^(n+1)項的係數

所以...

an之生成函數A(x)-x^2=A(x)^2/x

然後之後有快速一點的解法嗎 ?

由Cn平移可以推出來嗎 ?

線代離散助教(wynne) 提到...

SiG: 對, 應該是令a0=a1=0, 我打錯了, C(x)就是Catalan number的generating function, 這在你的課本或是筆記上應該都有, 兩邊比一下就可以得到 A(x)=(x^2)C(x)

pai: 我令a0=a1=0, 將A(x)設為從零開始, a2=c0=1, 也就是說從n=2開始都是我們要的東西, 我在下面的A(x)-a0-a1x-a2(x^2) = ((A(x)-a0-a1x)^2)/x這邊就是由n=3開始算了, 至於為什麼除以x, 是因為
((A(x)-a0-a1x)/x^2)^2
= (a2a2)x^0 + (a2a3+a3a2)x^1 + ...
可是我們希望其實是希望他要從x^3開始, 也就是
(a2a2)x^3 + (a2a3+a3a2)x^4 + ..., 所以要再乘以x^3,
那麼右式就是
(x^3)((A(x)-a0-a1x)/x^2)^2
= ((A(x)-a0-a1x)^2)/x

Baleezo 提到...

感謝回答 ^^

Baleezo 提到...

我看筆記C(x)是Convolution那個式子嗎 ?

如果是那個的話
cn似乎是等於A(x)^2的x^n項的係數 @@ ?

那是等於a_0a_n+...+a_na_0

可是Catalan Number的Cn

好像是an=a_0a_n-1+...+a_n-1a_0

然後求其generating function的x^n係數

這樣子好像有點怪怪的

請問哪裡弄錯了嗎 @@ ?

Baleezo 提到...

請問C(x)就是(1-(1-4x)^(1/2))/2x
這個東西嗎 ?

因為課本和筆記好像都沒有一個明確的寫明

C(x)為Catanlan Number之generating function 然後列出一個明顯的C(x)=...

然後A(x)-x^2 = A(x)^2/x
=> A(x)=(x^2)C(x)

這一步的推導

是由A(x)-x^2 = A(x)^2/x

->A(x)=((1-(1-4x)^(1/2))/2)x

和原本的C(x)=(1-(1-4x)^(1/2))/2x

比較之後得到的嗎 ?

線代離散助教(wynne) 提到...

yes, 你最後寫的那一段就是答案

Baleezo 提到...

感謝回答 ^^