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Rudin-Shapiro 序列


設數字 n二進位制 形式寫為

 n=(epsilon_kepsilon_(k-1)...epsilon_1epsilon_0)_2,
(1)

並定義

 b_n=sum_(i=0)^(k-1)epsilon_iepsilon_(i+1)
(2)

n二進位制 展開式中 11 的 數字塊 的數量。對於 n=0, 1, ..., b_n 由 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 2, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 2, 3, ... 給出 (OEIS A014081)。

現在定義

 a_n=(-1)^(b_n)
(3)

n二進位制 展開式中連續 1 的對數的奇偶性。對於 n=0, 1, ..., 前幾個值是 1, 1, 1, -1, 1, 1, -1, 1, 1, 1, 1, -1, -1, -1, ... (OEIS A020985)。這被稱為 Rudin-Shapiro 序列,有時也稱為 Golay-Rudin-Shapiro 序列。

Binary plot of the Rudin-Shapiro sequence

求和 序列 a_n 然後由下式定義

 s_n=sum_(i=0)^na_i,
(4)

給出 n=0, 1, ... 的前幾個項為 1, 2, 3, 2, 3, 4, 3, 4, 5, 6, 7, 6, 5, 4, ... (OEIS A020986)。

有趣的是,正整數 n 在序列中恰好出現 n 次,而序列中 n 的位置由數字三角形給出

 0 
1,3 
2,4,6 
5,7,13,15 
8,12,14,16,26
(5)

(OEIS A093573)。

對於特殊情況 n=2^(k-1), 可以使用公式計算 s_n

 s_n={2^(k/2)+1   if k is even; 2^((k-1)/2)+1   if k is odd
(6)

(Blecksmith 和 Laud 1995), 給出 n=1, 2, ... 的值為 2, 3, 3, 5, 5, 9, 9, 17, 17, 33, 33, 65, ... (OEIS A051032)。因此,該序列是序列 2, 3, 5, 9, 17, ... (OEIS A000051 的項對;僅保留初始項的單個成員),即 2^n+1 形式的數字。


另請參閱

二進位制, 數字塊, 摺疊, Stolarsky-Harborth 常數

使用 探索

參考文獻

Allouche, J.-P. 和 Shallit, J. "例 5.1.5 (Rudin-Shapiro 序列)." Automatic Sequences: Theory, Applications, Generalizations. Cambridge, England: Cambridge University Press, pp. 78-80 和 154-155, 2003.Blecksmith, R. 和 Laud, P. W. "透過機率機制進行的一些精確數論計算." Amer. Math. Monthly 102, 893-903, 1995.Brillhart, J.; Erdős, P.; 和 Morton, P. "關於 Rudin-Shapiro 係數 II 的和." Pac. J. Math. 107, 39-69, 1983.Brillhart, J. 和 Morton, P. "Über Summen von Rudin-Shapiroschen Koeffizienten." Ill. J. Math. 22, 126-148, 1978.Mendes France, M. 和 van der Poorten, A. J. "紙張摺疊序列的算術和解析性質." Bull. Austral. Math. Soc. 24, 123-131, 1981.Sloane, N. J. A. 序列 A000051/M0717, A014081, A020985, A020986, A051032, 和 A093573 在 "整數序列線上百科全書" 中。

在 上被引用

Rudin-Shapiro 序列

引用方式

Weisstein, Eric W. "Rudin-Shapiro 序列." 來自 --一個 資源。 https://mathworld.tw/Rudin-ShapiroSequence.html

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