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佚代函數一題
2009/02/13 22:32:29瀏覽783|回應8|推薦1

f(n)為N映至N的嚴格遞增函數,

且f(f(n)) = 3n

求: f(n)的一般式

PS: 這是96年數學科能力競賽決賽的試題之一

( 知識學習科學百科 )
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引用
引用網址:https://classic-blog.udn.com/article/trackback.jsp?uid=ivan5chess&aid=2646021

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時和
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懂了
2009/02/20 03:44

Let n = a * 3^k + b, where a = 1 or 2, 0 <= b < 3^k.

If a = 1, f(n) = f(3^k + b) = 3^k * 2 + b;

if a = 2, f(n) = f(2 * 3^k + b) = 3^k * 3 + 3 * b.

只是不知道,為何要叫佚代函數?佚誰代誰啊?


都都(ivan5chess) 於 2009-02-21 18:14 回覆:

ㄆㄆ

我也不知道@@|||


時和
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利用佚代可得f(2) = 3?
2009/02/19 22:43

 利用佚代可得f(2) = 3?

Why?



時和
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請問何謂佚代函數?嚴格遞增函數?
2009/02/19 02:15

佚代函數:是 recursive function 【疊(迭)代函數】?

嚴格遞增函數:是 monotone increasing function?

1. if x < y then f(x) < f(y)? 或是

2. x < f(x)?


都都(ivan5chess) 於 2009-02-19 18:40 回覆:

佚代函數:是 recursive function 【疊(迭)代函數】?

是阿

嚴格遞增函數:是 monotone increasing function?

1. if x < y then f(x) < f(y)? 或是

2. x < f(x)?

是1.


時和
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所舉的例子
2009/02/19 01:21

>> 但是如果代 n =7 , 則f(7) = 14, 但是事實上f(7) =12

>> 類似的如果取n = 8,則k是奇數,但是代到第二式, 也與本來的數列的f(8)不合

When n = 7, f(7) = 14, f(14) = 7 * 3 = 21. Therefore, f(f(7)) = 21.

When n = 8, f(8) = 12, f(12) = 24. Therefore, f(f(8)) = 24.


都都(ivan5chess) 於 2009-02-19 18:49 回覆:

我想時和先生您應該是誤會題意了

首先先找出f(1),

f(1)不可能是1, 否則f(f(1)) = 3,得f(1)=3, 矛盾

f(1)不可能大於等於3, 否則f(f(1)) = 3 ,可發現不符合嚴格遞增規則

所以f(1) = 2 , 利用佚代可得f(2) = 3, f(3) = 6 , f(6) = 9 ,又由嚴格遞增可得f(4)=7, f(5)=8  

再由佚代可得f(7) = 12 , f(8) = 15 , f(9) = 18 .....

一直下去,重複利用佚代和嚴格遞增, 可以推出所有函數值, 再用數歸證明關係式即可(也可以用證明的,不一定要用歸納)

我是這樣算的.....


時和
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只得證給你看了
2009/02/19 01:02
Let n = j * 2^k, where j is odd and k >= 0. Then f(n) = f(j * 2^k), depending on whether k is even or odd.

f(n) = j * 2^k * 2, if k is 0 or even;

f(n) = j * 2^k * 1.5 = j * 2^(k-1) * 3, if k is odd.

Proof:

Case when k is 0 or even:  f(f(n)) = f(f( j * 2^k)) = f( j * 2^k * 2) = j * 2^k * 3 = 3n.

Case when k is odd: f(f(n)) = f(f( j * 2^k)) = f( j * 2^(k-1) * 3) = j * 3 * 2^(k-1) * 2 = 3n.

END#

題目是要你找到一個mapping function,如果你喜歡的話,也可以找其他的mapping function,但是都得保證 f(f(n)) = 3n。



時和
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這題看起來就是依照〝奇偶〞去做
2009/02/18 01:46

3 能被分解成什麼?

3 = 1.5 * 2,

有 1.5 就顯然與〝奇偶〞有關。


都都(ivan5chess) 於 2009-02-18 19:57 回覆:

PS:

後來發現時和先生的式子有些不合....

f(n) = j* 2^k *2 , 當k是偶數時

但是如果代 n =7 , 則f(7) = 14, 但是事實上f(7) =12

類似的如果取n = 8,則k是奇數,但是代到第二式, 也與本來的數列的f(8)不合


時和
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3 = 1.5 * 2
2009/02/17 02:03

Let n = j * 2^k, where j is odd and k >= 0. Then f(n) = f(j * 2^k), depending on whether k is even or odd.

f(n) = j * 2^k * 2, if k is even;

f(n) = j * 2^k * 1.5 = j * 2^(k-1) * 3, if k is odd.


都都(ivan5chess) 於 2009-02-17 21:46 回覆:

@@真是漂亮的結果

請問時和先生是用歸納的嗎?還是有其他算法? 可以簡述一下嗎? 謝謝



佚代函數一題
2009/02/15 12:38
我想此函數應具有下列規律:對於每個n=3^k,f(3^k)=2*3^k,即f(1)=2,f(3)=6,f(9)=18,f(27)=54,...,而介於3^k~3^(k+1)之間的函數值,皆有“前半段函數值為公差1的等差數列,後半段函數值為公差3的等差數列”,列出如下:f(1)=2,f(2)=3,f(3)=6,f(4)=7,f(5)=8,f(6)=9,f(7)=12,f(8)=15,f(9)=18,....,知道規則再列出通式應該不難了.
都都(ivan5chess) 於 2009-02-15 15:51 回覆:

恩恩! 正確!

其實之前就有聽騰逸,彥璋他們說你很神了,而且託他們問你的一些問題你的解法都很棒,所以這種難度的題目我相信也是難不倒你的.XD

不過我在部落格上貼的題目也大部分是這個層次的, 偶爾才會冒出幾題很難的題目, 不然大部分都是高中的進階和基礎題.(不過我都有分類啦)

如果你覺得題目不夠多的話,可以去看看MathPlayer的部落格(在我的首頁左下方有他的超連結), 他的部落格有很多推理型的題目,相信你一定也會喜歡!

都都(ivan5chess) 於 2009-02-15 15:57 回覆:

忘了補充, 那個規律是可以證明的,而且其實不難

已知f(f(n)) = 3n

左右二式同丟入f 得第一式, 再將n代f(n)得第二式,可得 f(3n) = 3f(n)

將 n= 3^k 以及 n =2*3^k 丟入f ,便可以把3不斷拿出來, 接著就容易證明了