【问题标题】:How to use mathematical induction to prove every polynomial of degree k with a_k > 0 belongs to theta(n^k)?如何使用数学归纳法证明a_k > 0的每一个k次多项式都属于theta(n^k)?
【发布时间】:2020-05-01 23:55:11
【问题描述】:

问题如下:证明每一个k次多项式,p(n) = a_k n^k + a_k-1 n^k-1 +... + a_0 with a_k> 0,都属于theta( n^k)。

我不确定从哪里开始。

【问题讨论】:

  • 将 n^k 画为一个因子,并确定另一个因子是 Θ(1)。

标签: algorithm discrete-mathematics


【解决方案1】:

为了证明每个 k 次多项式都是 O(n^k),我们必须证明存在常数 n0 和 c,使得对于 n > n0,a_k n^k + a_k-1 n^k-1 + … + a_0

为了证明每个 k 次多项式都是 Omega(n^k),我们必须证明存在常数 n0 和 c,使得对于 n > n0,a_k n^k + a_k-1 n^k-1 + … + a_0 >= c * n^k。为了证明这一点,取 c = a_k / 2。然后我们可以从两边减去 a_k/2 n^k 得到 a_k/2 n^k + a_k-1 n^k-1 + … + a_0 >= 0。这多项式至多有 k 个实根;令 n0 为多项式的最大实根。然后,对于所有 n > n0,多项式必须保持非负或非正。假设它仍然是非正数。然后 a_k/2 n^k

因为每个多项式同时为 O(n^k) 和 Omega(n^k),因此它也是 Theta(n^k)。

【讨论】:

  • 我刚刚重读了标题并意识到您要求的是归纳证明。如果我没有使用归纳法的回答没有帮助,请告诉我,我会删除它。
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