对f(n)=n并且a=b的情况下,如何证明递归方程T(n)=aT(n/b)+f(n)的解为O(nlogn)
时间: 2023-06-06 07:06:54 浏览: 126
根据 Master 定理,若递归方程的形式为 T(n) = aT(n/b) + f(n),其中 a ≥ 1,b > 1,f(n) ≥ 0,则有:
- 若 f(n) = O(n^c) 且 logb(a) < c,则 T(n) = Θ(n^c);
- 若 f(n) = Θ(n^c) 且 logb(a) = c,则 T(n) = Θ(n^c log n);
- 若 f(n) = Ω(n^c) 且 af(n/b) ≤ cf(n)(其中 c < 1),则 T(n) = Θ(f(n))。
根据题目的条件,f(n) = n,a = b = 1,因此 logb(a) = 0。所以我们需要判断 f(n) 是否符合 Master 定理中第二种情况的要求,即 f(n) = Θ(n^c) 且 logb(a) = c。由于 f(n) = n,因此取 c = 1,则有 f(n) = Θ(n)。又由于 logb(a) = 0 ≠ c,故不能使用第二种情况。根据 Master 定理,该递归方程的解为 T(n) = Θ(n)。
综上所述,递归方程 T(n) = T(n/1) + n 的解为 O(n)。
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对f(n)=n,并且a=b的情况,证明递归方程T(n)=aT(n/b)+f(n)的解为O(nlogn)
关于递归方程T(n)=aT(n/b)+f(n),其中a>0,b>1,f(n)=n,我们可以采用主定理来求解。主定理的公式为:
T(n) = aT(n/b) + f(n)
若存在常数c>0和k≥0,使得f(n)=O(n^c log^k n),且对于递归式 T(n) = aT(n/b) + f(n),有以下三种情况:
1. 若logb a<c,则T(n)=O(n^c)
2. 若logb a=c,则T(n)=O(n^c log n)
3. 若logb a>c,则T(n)=O(n^logb a)
根据题目中所给的递归方程T(n)=T(n)+n,我们可以看出a=b=1,且f(n)=n=O(n^1 log^0 n),因此,我们可以根据主定理中的第二种情况,得到T(n) = O(n log n)。
递归方程T(n)=aT(n/b)+f(n)之通用解法
递归方程T(n)=aT(n/b)+f(n)的通用解法是主定理(Master Theorem)。主定理给出了递归方程的渐进复杂度的精确解。主定理有三种情况:
1. 如果f(n) = O(n^log_b(a-ε)),其中ε>0,则T(n) = Θ(n^log_b(a))。
2. 如果f(n) = Θ(n^log_b(a)),则T(n) = Θ(n^log_b(a) * log n)。
3. 如果f(n) = Ω(n^log_b(a+ε)),其中ε>0,并且af(n/b) ≤ cf(n),其中c<1和充分大的n,则T(n) = Θ(f(n))。
其中a是递归调用的次数,b是问题规模的缩小比例,f(n)是递归调用之外的工作量。
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