题目内容
已知n次多项式Pn(x)=a0xn+a1xn-1+…+an-1x+an.如果在一种算法中,计算 x0k(k=2,3,4,…,n)的值需要k-1次乘法,计算P3(x0)的值共需要9次运算(6次乘法,3次加法),那么计算Pn(x0)的值共需要________________次运算.
下面给出一种减少运算次数的算法:P0(x)=a0,Pk+1(x)=xPk(x)+ak+1(k=0,1,2,…,n-1).利用该算法,计算P3(x0)的值共需要6次运算,计算Pn(x0)的值共需要______________次运算.
解:计算P3(x0)时为P3(x0)=a0x03+a1x02+a2x0+a3,其中x0k需k-1次乘法,
∴an-k·x0k共需k次乘法.
上式中运算为3+2+1=6次,
另外还有3次加法,共9次.
由此产生规律:
当计算Pn(x0)时有
Pn(x0)=a0x0n+a1x0n-1+…+an.
计算次数为
+n=
+n=
n(n+3)次.
第2个空中需注意
P3(x)=x·P2(x0)+a3,
P2(x)=x·P1(x0)+a2,
P1(x)=x·P0(x0)+a1.
显然P0(x0)为常数不需计算.
∴计算为每次一个乘运算、一个加运算共3×2=6次.
由此运用不完全归纳法知
Pn(x0)=x·Pn-1(x0)+an,
Pn-1(x0)=x·Pn-2(x0)+an-1,
…,
P1(x0)=x·P0(x0)+a1.
其中共有n×2=2n个运算过程.
答案:
n(n+3) 2n
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