我正在学习我的离散数学课,我开始更好地掌握大O符号的想法,并且使用f(x)的定义成功地证明了一些问题是O (G(X))。
如何使用定义证明问题不大。请提供一步一步的答案,就像您在测试中获得满分一样,请解释为什么您以简单的方式完成每一步!
以下是两个示例问题:
1)1不大O(1 / x)
2)e ^ x不是O(x ^ 5)Big O
答案 0 :(得分:0)
1)1不大O(1 / x)
要表明1
不是O(1/x
),我们必须证明,对于任何常量c
,没有x_0
这样1 <= c*1/x
适用于所有x >= x_0
。假设1是1 / x的大O.我们采用c = c_0 > 0
,一个常数。然后我们必须1 <= c_0*1/x
x >= x_0
。假设x > 0
,我们可以解决并获得x <= c_0
。这对于所有x >= x_0
都不是这样(对于大于或等于max(x_0, c_0)
的第一个数字,它是失败的),所以我们的假设是错误的,第一个不是第二个的大O.
2)e ^ x不是O(x ^ 5)Big O
要表明e^x
不是O(x^5
),我们必须证明,对于任何常量c
,没有x_0
这样的所有x >= x_0
},e^x <= c*x^5
。假设e^x
是x^5
的大O.我们采用c = c_0 > 0
,一个常数。然后我们必须e^x <= c_0*x^5
x >= x_0
。我们可以重新安排此操作,以便为所有e^x / x^5 <= c_0
获取x >= x_0
。但是,e^x / x^5
作为x -> +inf
的限制趋于+inf
;我们可以通过迭代l&#39; Hopital的规则来看到这一点:
e^x e^x e^x
lim --- = lim --- = ... = lim --- = +inf
x->+inf x^5 x->+inf 5x^4 x->+inf 120
这是一个矛盾,因为没有常数c_0
大于或等于无穷大。因此,我们的假设是错误的,第一个不是第二个的大O.
注意:我写lim = +inf
意思是&#34;表达式的值增长没有约束&#34;。