Задача на комбинаторику: сколько существует различных слов длины n над алфавитом из 3 букв без двух подряд идущих одинаковых букв? Постройте рекуррент и решите его; обсудите асимптотику при n → ∞
Пусть ana_nan — число слов длины nnn над алфавитом из 3 букв без одинаковых соседних букв. Тогда - a1=3a_1=3a1=3 (любой из трёх символов), - для n≥2n\ge2n≥2 последний символ не может совпадать с предыдущим, значит для каждого слова длины n−1n-1n−1 есть ровно 2 варианта дополнить его: an=2 an−1.
a_n=2\,a_{n-1}. an=2an−1. Решение рекурренты с начальными условиями даёт замкнутую форму: an=3⋅2 n−1(для n≥1),
a_n=3\cdot 2^{\,n-1}\quad(\text{для }n\ge1), an=3⋅2n−1(дляn≥1), (при желании считать пустое слово: a0=1a_0=1a0=1). Асимптотика при n→∞n\to\inftyn→∞: рост экспоненциальный с основанием 2, например an∼32 2n,limn→∞an+1an=2,lnan∼nln2.
a_n\sim \tfrac32\,2^n,\qquad \lim_{n\to\infty}\frac{a_{n+1}}{a_n}=2,\qquad \ln a_n\sim n\ln 2. an∼232n,n→∞limanan+1=2,lnan∼nln2.
- a1=3a_1=3a1 =3 (любой из трёх символов),
- для n≥2n\ge2n≥2 последний символ не может совпадать с предыдущим, значит для каждого слова длины n−1n-1n−1 есть ровно 2 варианта дополнить его: an=2 an−1. a_n=2\,a_{n-1}.
an =2an−1 .
Решение рекурренты с начальными условиями даёт замкнутую форму: an=3⋅2 n−1(для n≥1), a_n=3\cdot 2^{\,n-1}\quad(\text{для }n\ge1),
an =3⋅2n−1(для n≥1), (при желании считать пустое слово: a0=1a_0=1a0 =1).
Асимптотика при n→∞n\to\inftyn→∞: рост экспоненциальный с основанием 2, например an∼32 2n,limn→∞an+1an=2,lnan∼nln2. a_n\sim \tfrac32\,2^n,\qquad \lim_{n\to\infty}\frac{a_{n+1}}{a_n}=2,\qquad \ln a_n\sim n\ln 2.
an ∼23 2n,n→∞lim an an+1 =2,lnan ∼nln2.