纵标与路标的同步递推关系2(纯属娱乐仅供参考)
2022-09-16 09:59阅读:
纵标与路标的同步递推关系2
在帖子《矩阵J(n)的路标》中,说明了矩阵J(n)有2*3^(n-1)个路标,J(n)b
= {1 ,5 ,7 ,11 ,13 ,17,19,……,(2*3^n –
1) }
={ x
1 <= x <
2*3^n ,x是正奇数, x不是3的倍数
},从而有2*3^(n-1)条路。
具体到某一个纵列中,是不是一个纵列也有2*3^(n-1)条路?在帖子《纵标与路标的同步递推关系1
ont FACE='宋体'>》中说明了一个纵列中纵标和路标必须按某种顺序递推,以此为基础,继续说明。
一、纵列及路标的同步递推公式表示
在矩阵J(n)中(这里n>=2),设某个纵列为Z(n ,n ,x(1,1) ) ,纵列Z(n ,n ,x(1,1) )和路标是如下形式:
……
( x(2*3^(n-1) ,1) ,……
,x(2*3^(n-1) ,n) ) , b(
2*3^(n-1))
……
( x(i ,1) ,……
,(x(i ,n) ) , b( i)
……
( x(2 ,1) ,……
,(x(2 ,n) ) , b( 2)
( x(1 ,1) ,……
,(x(1 ,n) ) , b( 1 )
这里( x(i
,1) ,…… ,(x(i ,n) ) 是正奇数组
,其指数组是 ( m(1) ,m(2) , ……
,m(n-1) ,i ) ,i和n均为正整数,
x(i ,1)是纵标,b(i) 是路标 ,
设m
= m(1) +m(2) +
…… +m(n-1)
,
(注:m是正奇数组(
x(i ,1)
,…… ,(x(i
,n)
)前n-1个指数的和),
纵标与路标的同步递推公式是 :
b(i+1) = ( b(i) + k(i)*3^n)/2 ,
x(i+1
,1) = x(i
,1) +
k(i)*2^(m+i) ,
k(i)的取值为+1、-1、+3 ,(注:在帖子《纵列与路标的同步递推关系1》中用的是字母d,本帖中k还没有使用,用k(i)表示系数》。
1、 当b(i)为4*p+1形式并且n为偶数时,(注:p是正整数或0), 3的n次幂可表为4*q+1形式 ,(注:q是正整数),
k(i) = 1 ,
b(i+1) = ( b(i) + 3^n)/2 ,
x(i+1 ,1) = x(i ,1) + 2^(m+i) ,
2、当b(i)为4*p+1形式并且n为奇数时,(注:p是正整数或0), 3的n次幂可表为4*q-1形式 ,(注:q是正整数),
(1)、如果b(i) > 3^n
,则 k(i) = -1 ,
有 b(i+1) = ( b(i)
- 3^n)/2 ,
x(i+1 ,1) = x(i ,1) - 2^(m+i) ,
(2)、如果b(i) < 3^n
,则 k(i) = 3 ,
有 b(i+1) = ( b(i)
+ 3*3^n)/2 ,
x(i+1 ,1) = x(i ,1) + 3*2^(m+i) ,
3、当b(i)为4*p+3形式并且n为偶数时,(注:p是正整数或0),3的n次幂可表为4*q+1形式 ,(注:q是正整数),
(1)、如果b(i) > 3^n
,k(i) =
-1 ,
有 b(i+1) = ( b(i)
- 3^n)/2 ,
x(i+1 ,1) = x(i
,1) - 2^(m+i)
,
(2)、如果b(i) < 3^n
, k(i) = 3 ,
有 b(i+1) =
( b(i) + 3*3^n)/2 ,
x(i+1
,1) = x(i
,1) + 3*2^(m+i)
,
4、当b(i)为4*p+3形式并且n为奇数时,(注:p是正整数或0),
3的n次幂可表为 4*q-1形式 ,(注:q是正整数),有
k(i) = 1 ,
b(i+1) = ( b(i) + 3^n)/2
,
x(i+1 ,1) = x(i ,1) + 2^(m+i) 。
总结上述4种情况,按照正奇数组第n个指数从1到2到3到……到i以1为单位递增,纵列Z(n ,n ,x(1,1)
)的纵标和路标是按固定的顺序递推的,纵标有无限个,但路标最多只有
2*3^(n-1)个,路标递推必然进入循环圈 ,设为(b(1), b(2),……,
b(i),b(1),……),路标递推循环圈内b(i)的个数小于等于2*3^(n-1),例如纵列Z(2,2,7)中路标循环圈是(17,13,11,1,5,7)
,路标递推循环圈内有2*3 = 6个元素。
二、纵列中纵标x(i+1)和路标b(i+1)递推的逆
在纵列Z(n ,n ,x(1,1) )
中,纵标与路标的同步递推公式是 :
b(i+1) = ( b(i) + k(i)*3^n)/2 ,
x(i+1
,1) =
x(i ,1)
+ k(i)*2^(m+i) ,
显然有 b(i) =
2* b(i+1) - k(i)*3^n ,i>=1,
在矩阵J(n)中,在b(i+1)确定的情况下,n也是确定的,
如果还有b(j) =
2* b(i+1) - k(j)*3^n ,
j>=1,i<>j ,且 b(i)<> b(j)
,而且k(j)与k(i)不相等(否则立即推出 b(i) = b(j) ),
b(i) - b(j) =
(k(j)-k(i))*3^n,不失一般性,设b(i) - b(j)>0,
因k(j)和k(i)的值为-1、+1或3, k(j)-k(i)的值是4或2 ,
b(i) = 4*3^n+b(j)或 2*3^n+b(j),均大于2*3^n,这与路标小于2*3^n矛盾,故只有b(i) - b(j) = 0
,
故在路标递推循环圈内,在i>=1时,路标递推循环可逆,即只有唯一的一个b(i) ,使得
b(i+1) = (
b(i) + k(i)*3^n)/2 ,
于是 k(i)
的值是唯一的,这样在纵列Z(n ,n ,x(1,1)
) 中
x(i ,1) = x(i+1
,1) -
k(i)*2^(m+i) 也是唯一的。
根据纵标与路标的同步递推关系及路标递推循环可逆,可知:在矩阵J(n)中,如果一个纵列Z(n ,n ,x
)的路标的循环圈是(b(1), b(2),……,
b(i),b(1),……),另一个纵列Z(n ,n ,y
)的路标只要有一个b(1)、 b(2)、……、b(i)中的一个,那么纵列Z(n ,n ,y
)的路标递推循环圈中必有b(1)、
b(2)、……、b(i)中所有的元素,且循环顺序一样,起点可能相同也可能不同。
三、路标b(i)相对于b(1)的公式
1、纵列Z(n ,n ,x(1,1)
) 中b(i)、 k(i)、m等变量同上述第一段,设s为正整数,
则b(2) = (k(1)*3^n
+ b(1))/2 ,
b(3) = ( ( 2*k(2) + k(1) )*3^n + b(1)
)/2^2 ,
b(4) = ( ( 2^2*k(3) + 2*k(2) + k(1)
)*3^n + b(1) )/2^3 ,
……
b(s) = ( (2^(s-2)*k(s-1)
+……+ 2^2*k(3) +
2*k(2) + k(1) )*3^n + b(1) )/2^(s-1) ,
于是
b(s+1) = ( (2^(s-1)*k(s)
+2^(s-2)*k(s-1) +……+ 2^2*k(3) + 2*k(2) + k(1) )*3^n + b(1) )/2^s
,
2、若要有s阶路标递推循环,则 b(s+1) = b(1)
,
于是有s阶路标递推循环公式
b(s+1) = b(1) = (
2^(s-1)*k(s) + 2^(s-2)*k(s-1) + ……
+ 2^2*k(3) + 2*k(2)
+ k(1) )*3^n / 2^s 。