<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">cheb</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Чебышевский сборник</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Chebyshevskii Sbornik</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2226-8383</issn><publisher><publisher-name>Tula State Lev Tolstoy  Pedagogical University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.22405/2226-8383-2022-23-3-77-101</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">cheb-1344</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>Статьи</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>Article</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Рекуррентные числовые последовательности: теория и приложения</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Recurrent numerical sequences: theory and applications</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Деза</surname><given-names>Елена Ивановна</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Deza</surname><given-names>Elena Ivanovna</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>доктор педагогических наук, кандидат физико-математических наук, доцент</p></bio><bio xml:lang="en"><p>doctor of pedagogical sciences, candidate of physical and mathematicalsciences, associate professor</p></bio><email xlink:type="simple">Elena.Deza@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Котова</surname><given-names>Лидия Владимировна</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Kotova</surname><given-names>Lidiya Vladomirovna</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>кандидат педагогических наук</p></bio><bio xml:lang="en"><p>candidate of pedagogical sciences</p></bio><email xlink:type="simple">lv.kotova@mpgu.su</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Московский педагогический государственный университет</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Moscow State Pedagogical University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2022</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>20</day><month>12</month><year>2022</year></pub-date><volume>23</volume><issue>3</issue><fpage>77</fpage><lpage>101</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Деза Е.И., Котова Л.В., 2022</copyright-statement><copyright-year>2022</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Деза Е.И., Котова Л.В.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Deza E.I., Kotova L.V.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.chebsbornik.ru/jour/article/view/1344">https://www.chebsbornik.ru/jour/article/view/1344</self-uri><abstract><p>Теория рекуррентных соотношений являются важной составной частью современной математической науки. Множество числовых последовательностей имеют рекуррентную природу. Часто они естественным образом связаны с теорией чисел (числа Фибоначчи, фигурные числа, числа Мерсенна и Ферма, дружественные числа и др.) или имеют комбинаторные “корни” (элементы треугольника Паскаля, числа Стирлинга, числа Белла, числа Каталана и др.). Применяемые для исследования рекуррентных последовательностей производящие функции подробно изучаются в математическом анализе, предоставляя широкий спектр практико-ориентированных примеров использования классических аналитических построений. Рекурсивные функции играют важную роль в теории алгоритмов.Приложения теории рекуррентных соотношений крайне востребованы в криптографии (генерация псевдослучайных последовательностей над конечными полями), цифровой об-работке сигналов (моделирование обратной связи в системе, где выходные данные одновременно становятся входными для будущего времени), экономике (модели различных секторов экономики – финансового, товарного и др., в которых текущие значения ключевых переменных (процентная ставка, реальный ВВП и т.д.) анализируются с точки зрения прошлых и текущих значений других переменных), биологии (например, модели динамики роста той или иной популяции; вспомним числа Фибоначчи) и др.Мы рассматриваем несколько аспектов указанной тематики, в том числе:- историю вопроса, место числовых рекуррентных последовательностей в развитии математической науки и математического образования;- примеры использования рекуррентного подхода при построении различных классов (и подклассов) специальных чисел (фигурных чисел, дружественных чисел и др.);- теоретические аспекты использования последовательностей больших периодов над конечными полями в радиолокации и методы генерации псевдослучайных последовательностей для обеспечения криптографической защиты информации, передаваемой на большие расстояния.В частности, в работе представлена рекуррентная схема построения так называемых центрированных 𝑘-пирамидальных чисел 𝐶𝑆3𝑘(𝑛), 𝑛 = 1, 2, 3, . . ., которые представляют собой конфигурации точек, образующих 𝑘-угольную пирамиду, в основании которой лежит центрированное 𝑘-угольное число 𝐶𝑆𝑘(𝑛).Исходя из определения, мы получаем для последовательности 𝐶𝑆3𝑘(𝑛), 𝑛 = 1, 2, 3, . . ., рекуррентную формулу 𝐶𝑆3𝑘(𝑛 + 1) = 𝐶𝑆3𝑘(𝑛) + 𝐶𝑆𝑘(𝑛 + 1), 𝐶𝑆3𝑘(1) = 1. Учитывая, что 𝐶𝑆𝑘(𝑛 + 1) = (𝑘𝑛^2+𝑘𝑛+2)/2, и пользуясь стандартными подходами, мы доказываем,что производящая функция 𝑓(𝑥) последовательности 𝐶𝑆3𝑘(𝑛), 𝑛 = 1, 2, 3, . . ., имеет вид 𝑓(𝑥) = 𝑥(1+(𝑘−2)𝑥+𝑥2)/(1−𝑥)2 , |𝑥| &lt; 1, в то время как явная формула для 𝐶𝑆3𝑘(𝑛) имеет вид𝐶𝑆3𝑘(𝑛) = 𝑘𝑛3+𝑛(6−𝑘)/6 .</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The theory of recurrence relations is an important component of modern mathematical science. Many numerical sequences have a recurrent nature. Often they are naturally related to Number Theory (Fibonacci numbers, figurate numbers, Mersenne and Fermat numbers, amicable numbers, etc.) or have combinatorial “roots”(elements of the Pascal triangle, Stirlingnumbers, Bell numbers, Catalan numbers, etc.). The generating functions used for the study of recurrent sequences are considered in detail in Mathematical Analysis, providing a wide range of practical-oriented examples of the use of classical analytical constructions. Recursive functions play an important role in the Theory of Algorithms.Applications of the theory of recurrence relations are extremely in demand in Cryptography (generation of pseudo-random sequences over finite fields), digital signal processing (feedback modeling in a system where the output simultaneously becomes input for future time), Economy (models of various sectors of the economy - financial, commodity, etc., in which the current values of key variables (interest rate, real GDP, etc.) are analyzed in terms of past and current valuesof other variables), Biology (for example, models of growth dynamics of a particular population;recall Fibonacci numbers), etc.We consider several aspects of this topic, including:- history of the issue, place of recurrent numerical sequences in the development of mathematical science and mathematical education;- examples of using a recurrent approach when constructing various classes (and subclasses)of special numbers (figurate numbers, amicable numbers, etc.);- theoretical aspects of using of sequences of large periods over finite fields in radar-location and methods for generating pseudo-random sequences to provide cryptographic protection of information transmitted over long distances.</p><p>In particular, the paper presents a recurrent scheme for constructing so-called centered 𝑘-pyramidal numbers 𝐶𝑆3𝑘(𝑛), 𝑛 = 1, 2, 3, . . ., which present configurations of points that form the 𝑘-gonal pyramid, at the base of which lies the centered 𝑘-gonal number 𝐶𝑆𝑘(𝑛).Based on the definition, we get for the sequence 𝐶𝑆3𝑘(𝑛), 𝑛 = 1, 2, 3, . . ., recurrence formula 𝐶𝑆3𝑘(𝑛 + 1) =𝐶𝑆3𝑘(𝑛) + 𝐶𝑆𝑘(𝑛 + 1), 𝐶𝑆3𝑘(1) = 1. Noting that 𝐶𝑆𝑘(𝑛 + 1) = )𝑘𝑛2+𝑘𝑛+2)/2 , and using standard approaches, we prove that the generating function 𝑓(𝑥) of the sequence 𝐶𝑆3𝑘(𝑛), 𝑛 = 1, 2, 3, . . ., has the form 𝑓(𝑥)=(𝑥(1+𝑘−2)𝑥+𝑥2)/(1−𝑥)2 , |𝑥| &lt; 1, while the closed formula for 𝐶𝑆3 𝑘(𝑛) has the form 𝐶𝑆3𝑘(𝑛) = (𝑘𝑛3+𝑛(6−𝑘))/6.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>Рекуррентное соотношение</kwd><kwd>рекуррентная числовая последователь- ность</kwd><kwd>производящая функция последовательности</kwd><kwd>треугольник Паскаля</kwd><kwd>фигурные чис- ла</kwd><kwd>дружественные числа</kwd><kwd>рекуррентные последовательности над конечным полем.</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>Recurrence relation</kwd><kwd>recurrent numerical sequence</kwd><kwd>generating function of sequence</kwd><kwd>Pascal triangle</kwd><kwd>figurate numbers</kwd><kwd>amicable numbers</kwd><kwd>recurrent sequences over finite field.</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бухштаб А.А. Теория чисел. – М.: РиполКлассик, 2013.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Buchstab, А.A. 2013, “Number Theory”, RipolKlassik. (Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Григорян Н.Е., Лопатухина Т.А. Феномен рекуррентности как системообразующий пре-</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Grigoryan, N.E., Lopatukhina, T.A. 2019, “The phenomenon of recurrence as a system-forming</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">цедентный признак образовательного дискурса // Актуальные исследования. 2019. № 3</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">precedent sign of educational discourse”, Actual research, № 3 (3). (Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">(3).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Deza, E.I. 2010, “Special numbers of the natural series”, URSS. (Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Деза Е.И. Специальные числа натурального ряда. – М.: URSS, 2010.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Deza, E.I., Deza, M.M. 2012, “Figurate numbers”, World Scientific Publishing Company.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Deza E.I., Deza M.M. Figurate numbers. – World Scientific Publishing Company, 2012.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Deza, E.I. 2016, “Figurate numbers”, MCCME. (Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Деза Е.И., Деза М.М. Фигурные числа. – М.: МЦНМО, 2016.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Deza, E.I. 2021, “Mersenne and Fermat Numbers”, World Scientific Publishing Company.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Deza E.I. Mersenne and Fermat Numbers. – World Scientific Publishing Company, 2021.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Deza, E.I., Kotova, L.V. 2018, “Introduction to Cryptography”, URSS. (Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Деза Е.И., Котова Л.В. Введение в криптографию. – М.: URSS, 2018.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Deza, E.I., Model, D.L. 2010, “Basics of discrete mathematics”, URSS. (Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Деза Е.И., Модель Д.Л. Основы дискретной математики. – М.: URSS, 2010.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nechaev, V.I. 1999, “Fundamentals of information security”, MGU. (Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Нечаев В.И. Основы защиты информации. – М.: МГУ, 1999.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sloane N.J.A., Plouffe S. 1995, “The Encyclopedia of Integer Sequences”, San Diego: Academic</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Sloane N.J.A., Plouffe S. The Encyclopedia of Integer Sequences. – San Diego: Academic Press,</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Press.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Yan, S.Y. 1996, “Perfect, Amicable and Sociable Numbers. A Computational Approach”, World</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yan, S.Y. 1996, “Perfect, Amicable and Sociable Numbers. A Computational Approach”, World</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Yan S.Y. Perfect, Amicable and Sociable Numbers. A Computational Approach. – World Scientific,</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Scientific Publishing Company.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru"></mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en"></mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
