補足 - 数列問題の万能の解法

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高校のとき、数列の一般項を求める問題で教科書の解法は次のようなものだが、同級生から万能の解法があると教えられて感心したことがある。

【問題】 数列 1,2,5,10,17,... を表す式を求む

【教科書の解法】 差分をとっていってN回目で一定になったら、逆に和を求めていって最終的にN次式で表せる

  an  = 1  2  5  10  17 ...

   Δan =   1  3  5  7 ...

   Δ2an=     2  2  2 ...

    an = n2 -2n+2  n=1,2,..

【万能の解法】 N個の数値が与えられたら、N個のパラメータを持つ(N-1)次式で必ず表せる

   an = cN-1 nN-1 + ... + c1 n + c0    n=1,2,....

(教科書の解法でも、N-1回差分をとれば数値が1個になるので結局(N-1)次式で表せる)

もちろんこの解法だと連立方程式の計算が膨大になるし、そもそもN+1番目の数値が合う保証もなく、非実用的なのだが

 どんなに大量のデータでも、パラメータをデータと同じだけ設ければ、データを表す式は必ずできる

という、あたりまえのことに気づかせてくれる。だからこそ、単に式が求まればよいというものではなく

 説明できるデータ量に比べてパラメータが少ない式(理論)ほど、人間が理解しやすい良い式(理論)

と見なされるのだろう。


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