0
EN
1
المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

قم بتسجيل الدخول اولاً لكي يتسنى لك الاعجاب والتعليق.

Generating Function

المؤلف:  Bender, E. A. and Goldman, J. R.

المصدر:  "Enumerative Uses of Generating Functions." Indiana U. Math. J. 20

الجزء والصفحة:  ...

16-7-2020

2388

+

-

20

Generating Function 

A generating function f(x) is a formal power series

 f(x)=sum_(n=0)^inftya_nx^n

(1)

whose coefficients give the sequence <span style={a_0,a_1,...}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/GeneratingFunction/Inline2.gif" style="height:15px; width:66px" />.

The Wolfram Language command GeneratingFunction[exprnx] gives the generating function in the variable x for the sequence whose nth term is expr. Given a sequence of terms, FindGeneratingFunction[<span style={" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/GeneratingFunction/Inline5.gif" style="height:15px; width:5px" />a1, a2, ...<span style=}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/GeneratingFunction/Inline6.gif" style="height:15px; width:5px" />, x] attempts to find a simple generating function in x whose nth coefficient is a_n.

Given a generating function, the analytic expression for the nth term in the corresponding series can be computing using SeriesCoefficient[expr<span style={" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/GeneratingFunction/Inline11.gif" style="height:15px; width:5px" />xx0n<span style=}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/GeneratingFunction/Inline12.gif" style="height:15px; width:5px" />]. The generating function f(x) is sometimes said to "enumerate" a_n (Hardy 1999, p. 85).

Generating functions giving the first few powers of the nonnegative integers are given in the following table.

n^p f(x) series
1 x/(1-x) x+x^2+x^3+...
n x/((1-x)^2) x+2x^2+3x^3+4x^4+...
n^2 (x(x+1))/((1-x)^3) x+4x^2+9x^3+16x^4+...
n^3 (x(x^2+4x+1))/((1-x)^4) x+8x^2+27x^3+...
n^4 (x(x+1)(x^2+10x+1))/((1-x)^5) x+16x^2+81x^3+...

There are many beautiful generating functions for special functions in number theory. A few particularly nice examples are

f(x) = 1/((x)_infty)

(2)

= sum_(n=0)^(infty)P(n)x^n

(3)

= 1+x+2x^2+3x^3+...

(4)

for the partition function P, where (q)_infty is a q-Pochhammer symbol, and

f(x) = x/(1-x-x^2)

(5)

= sum_(n=0)^(infty)F_nx^n

(6)

= x+x^2+2x^3+3x^4+...

(7)

for the Fibonacci numbers F_n.

Generating functions are very useful in combinatorial enumeration problems. For example, the subset sum problem, which asks the number of ways c_(m,s) to select m out of M given integers such that their sum equals s, can be solved using generating functions.

The generating function of G(t) of a sequence of numbers f(n) is given by the Z-transform of f(n) in the variable 1/t (Germundsson 2000).


REFERENCES:

Bender, E. A. and Goldman, J. R. "Enumerative Uses of Generating Functions." Indiana U. Math. J. 20, 753-765, 1970/1971.

Bergeron, F.; Labelle, G.; and Leroux, P. "Théorie des espèces er Combinatoire des Structures Arborescentes." Publications du LACIM. Québec, Montréal, Canada: Univ. Québec Montréal, 1994.

Cameron, P. J. "Some Sequences of Integers." Disc. Math. 75, 89-102, 1989.

Doubilet, P.; Rota, G.-C.; and Stanley, R. P. "The Idea of Generating Function." Ch. 3 in Finite Operator Calculus (Ed. G.-C. Rota). New York: Academic Press, pp. 83-134, 1975.

Germundsson, R. "Mathematica Version 4." Mathematica J. 7, 497-524, 2000.

Graham, R. L.; Knuth, D. E.; and Patashnik, O. Concrete Mathematics: A Foundation for Computer Science, 2nd ed. Reading, MA: Addison-Wesley, 1994.

Harary, F. and Palmer, E. M. Graphical Enumeration. New York: Academic Press, 1973.

Hardy, G. H. Ramanujan: Twelve Lectures on Subjects Suggested by His Life and Work, 3rd ed. New York: Chelsea, p. 85, 1999.

Lamdo, S. K. Lectures on Generating Functions. Providence, RI: Amer. Math. Soc., 2003.

Leroux, P. and Miloudi, B. "Généralisations de la formule d'Otter." Ann. Sci. Math. Québec 16, 53-80, 1992.

Riordan, J. Combinatorial Identities. New York: Wiley, 1979.

Riordan, J. An Introduction to Combinatorial Analysis. New York: Wiley, 1980.

Rosen, K. H. Discrete Mathematics and Its Applications, 4th ed. New York: McGraw-Hill, 1998.

Sloane, N. J. A. and Plouffe, S. "Recurrences and Generating Functions." §2.4 in The Encyclopedia of Integer Sequences. San Diego, CA: Academic Press, pp. 9-10, 1995.

Stanley, R. P. Enumerative Combinatorics, Vol. 1. Cambridge, England: Cambridge University Press, p. 63, 1996.

Viennot, G. "Une Théorie Combinatoire des Polynômes Orthogonaux Généraux." Publications du LACIM. Québec, Montréal, Canada: Univ. Québec Montréal, 1983.

Wilf, H. S. Generatingfunctionology, 2nd ed. New York: Academic Press, 1994.

اخر الاخبار

اشترك بقناتنا على التلجرام ليصلك كل ما هو جديد