從一道數(shù)列題想起

群里有人貼了道數(shù)列題激况，求通項。
$a_{n+1}=a_n^2+a_n$

（一）初探

這數(shù)列看似簡單，實際上是涉及到二次非線性遞推數(shù)列的范疇了乌逐。
該遞推數(shù)列的一般形式是 $a_{n+1}=Aa_n^2+Ba_n+C$
對于此通式只有兩種情況下有解析解
判別式 $\Delta=(B-1)^2-4AC$
（1）當 $\Delta=1時$
$a_n=\frac{({A(a_{0}+\frac{B}{2A}))}^{2^n}-\frac{B}{2}}{A}$

（高考常見題型竭讳，求解很簡單，湊對數(shù)就好）
$a_{n}+\frac{B}{2A}=A(a_{n-1}+\frac{B}{2A})^2+C-\frac{B^2}{4A}+\frac{B}{2A}$
$ln(a_{n}+\frac{B}{2A})+lnA=2(ln(a_{n-1}+\frac{B}{2A})+lnA)$
$ln(a_{n}+\frac{B}{2A})+lnA=2^n(ln(a_{0}+\frac{B}{2A})+lnA)$
$A(a_{n}+\frac{B}{2A})=(A(a_{0}+\frac{B}{2A}))^{2^n}$
$a_{n}=\frac{(A(a_{0}+\frac{B}{2A}))^{2^n}}{A}-\frac{B}{2A}$

（2）當 $\Delta=9時$
$a_n=\frac{c_{0}^{2^n}+c_{0}^{-2^n}-\frac{B}{2}}{A}$
$c_{0}=\frac{B}{4}+\frac{Aa_0}{2}+\frac{\sqrt{(2Aa_0+B)^2-16}}{4}$

（這個有點靈活黔帕，據(jù)說某年高考還考了代咸，主要是靠雙曲代換）
$a_{n}+\frac{B}{2A}+\frac{2}{A}=A(a_{n-1}+\frac{B}{2A})^2+C-\frac{B^2}{4A}+\frac{B}{2A}+\frac{2}{A}$
$A(a_{n}+\frac{B}{2A})+2=(A(a_{n-1}+\frac{B}{2A}))^2$
雙曲代換
$b_n+2=b_{n-1}^2$
$(\sqrt{c_n}+\frac{1}{\sqrt{c_n}})^2=(c_{n-1}+\frac{1}{c_{n-1}})^2$
$c_n=c_0^{2^n}$
$c_{0}+\frac{1}{c_{0}}=A(a_{0}+\frac{B}{2A})$
$c_{0}=\frac{A(a_{0}+\frac{B}{2A})+\sqrt{(A(a_{0}+\frac{B}{2A}))^2-4}}{2}$
$c_{0}=\frac{B}{4}+\frac{Aa_0}{2}+\frac{\sqrt{(2Aa_0+B)^2-16}}{4}$

（二）思考

那么 $\Delta$ 為其他數(shù)值時呢蹈丸？雖然沒有解析解成黄，但是還是有個很有趣的性質(zhì)的。
為簡化處理逻杖，設(shè) $a_n=a_{n-1}^2+c$
（1）c=0時奋岁，大家都知道 $a_n=a_0^{2^n}$
（2）實際上c!=0時，也存在某個常數(shù)k荸百，使得 $a_n$ 趨近于 $k^{2^n}$ 闻伶，這個結(jié)論是Aho和Sloane在1973發(fā)現(xiàn)的，具體情況為：
$a_n=\lfloor{k^{2^n}}\rfloor$
$k=e^{lna_0+\sum_{i=0}^{\infty}(\frac{1}{2^{i+1}}ln(1+\frac{1}{a_i^2}))}$
（證明寫起來很麻煩够话，就不寫了蓝翰，知道這個結(jié)論就好了。）
理論上說女嘲，如果精確的知道k值畜份，就可以計算出所有的 $a_n$ 。但是欣尼，實際上k這個無理數(shù)無法精確計算出來爆雹。要計算出來，需要知道所有的 $a_n$ 愕鼓。

（三）其他

實際上看到 $a_n=a_{n-1}^2+c$ 钙态，你還會想到什么？
對了菇晃，就是曼德勃羅集册倒，就是上篇文章里提到的分形鼻祖。
那么可以做不動點分析
周期1不動點：
$x=x^2+c$
$x^2-x+c=0$
$x=\frac{1}{2}(1\pm\sqrt{1-4c})$
周期2不動點：
$x={(x^2+c)}^2+c$
$x^4+2cx^2-x+c^2+c=0$
$(x^2-x+c)(x^2+x+c+1)=0$
$x=\frac{1}{2}(-1\pm\sqrt{-3-4c})$
周期3不動點：
$x={({(x^2+c)}^2+c)}^2+c$
$x^8+4cx^6+(4c^2+2c^2+2c)x^4+(4c^3+4c^2)x^2-x+(c^4+2c^3+c^2+c)=0$
$(x^2-x+c)(x^6+x^5+(3c+1)x^4+(2c+1)x^3+(3c^2+3c+1)x^2+(c^2+2c+1)x+(c^3+2c^2+c+1))=0$

唉驻子，越發(fā)覺得需要多看些書了。册着。

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