Infinitas soluciones de una sucesión numérica (2)

 

La razón de que existan siempre muchas soluciones (infinitas) para seguir una secuencia de números dada y finita, descrita de un modo un poco más técnico, es la siguiente :

Existen infinitas funciones que interpolan los valores de ordenada para cada valor de abscisa. Por ejemplo: podemos encontrar polinomios de infinitos grados diferentes que se adecúen a esos valores dados para cada número de la secuencia.

Sabemos que dado un conjunto de N valores existe uno y sólo uno polinomio de grado menor o igual que N – 1  que pasa por esos N valores, cuyos coeficientes resultan de imponer interpolación exacta para un polinomio de dicho grado en los puntos dato, y de resolver el sistema de ecuaciones lineales correspondiente. La matriz  del sistema es la matriz de Vandermonde de N filas y N columnas.

Como ejemplo, la matriz de Vandermonde (ampliada con el vector b tal que Ax = b, a la derecha de los coeficientes de la matriz) para el ejemplo de la sucesión de la entrada (1) de este hilo, sería de la forma :

 

                  (  1     1      1      1      1      )      (   1   )

                  (  1     2       4      8     16    )     (   2   )

                  (  1      3     9      27     81   )     (   6   )

                  (  1      4     16    64     256  )    ( 42   )

                  (  1     5     25     125    625  )    ( 1806 )

 

Si resolviéramos este sistema obtendríamos uno de los posibles polinomios, en concreto el de grado menor o igual que cuatro, que pasa por los cinco puntos. Las incógnitas serían a0, a1, a2, a3, a4  tales que p(n) = a0 +  a1.n  + a2.n^2  +  a3.n^3  +  a4.n^4.

Pero podemos encontrar a partir del grado N infinitos polinomios de grado superior a ese número que también pasan por esos puntos, con cada vez mayor número de oscilaciones para grados crecientes, dado que para grados mayor que N-1 el sistema de ecuaciones lineales es indeterminado y tiene un Kernel no vacío, con lo cual el vector de coeficientes solución serían una solución particular más suma directa con el Kernel, esto es, una variedad afin.

 

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