Poszukuję ładnego dowodu następującej tożsamości (tzn. indukcja odpada):
\(\displaystyle{ \sum_{k=0}^{n}k {2n \choose n+k}= \frac{n+1}{2} {2n \choose n+1}}\)
suma ze wspolczynnikami Newtona
-
- Użytkownik
- Posty: 9833
- Rejestracja: 18 gru 2007, o 03:54
- Płeć: Mężczyzna
- Lokalizacja: Bydgoszcz
- Podziękował: 90 razy
- Pomógł: 2632 razy
suma ze wspolczynnikami Newtona
Będziemy używać wyłącznie podstawowych wzorów:
\(\displaystyle{ K {N \choose K} =N{N-1 \choose K-1}}\) oraz \(\displaystyle{ {N \choose K}+{N \choose K-1}={N+1 \choose K}}\)
Przyjmiemy też standardową konwencję, że \(\displaystyle{ {N \choose K}=0}\) dla \(\displaystyle{ K>N}\).
Mamy:
\(\displaystyle{ L= \sum_{k=1}^{n} k {2n \choose n+k} =\sum_{k=1}^{n} (n+k) {2n \choose n+k}-\sum_{k=1}^{n} n {2n \choose n+k}= \\ =
\sum_{k=1}^{n} 2n {2n-1 \choose n+k-1}-\sum_{k=1}^{n} n \left( {2n-1 \choose n+k}+{2n-1 \choose n+k-1}\right) =\\ =
n\cdot \sum_{k=1}^{n}\left(2 {2n-1 \choose n+k-1} -{2n-1 \choose n+k}-{2n-1 \choose n+k-1}\right) = \\ =
n\cdot \sum_{k=1}^{n}\left( {2n-1 \choose n+k-1} -{2n-1 \choose n+k}\right) =
n\cdot \left( {2n-1 \choose n} -{2n-1 \choose 2n}\right) = \\ =n {2n-1 \choose n} =
\frac 12 \cdot 2n {2n-1 \choose n}=\frac 12 (n+1) {2n \choose n+1}=P}\)
(w przedostatniej linijce suma zwinęła się "teleskopowo")
Q.
\(\displaystyle{ K {N \choose K} =N{N-1 \choose K-1}}\) oraz \(\displaystyle{ {N \choose K}+{N \choose K-1}={N+1 \choose K}}\)
Przyjmiemy też standardową konwencję, że \(\displaystyle{ {N \choose K}=0}\) dla \(\displaystyle{ K>N}\).
Mamy:
\(\displaystyle{ L= \sum_{k=1}^{n} k {2n \choose n+k} =\sum_{k=1}^{n} (n+k) {2n \choose n+k}-\sum_{k=1}^{n} n {2n \choose n+k}= \\ =
\sum_{k=1}^{n} 2n {2n-1 \choose n+k-1}-\sum_{k=1}^{n} n \left( {2n-1 \choose n+k}+{2n-1 \choose n+k-1}\right) =\\ =
n\cdot \sum_{k=1}^{n}\left(2 {2n-1 \choose n+k-1} -{2n-1 \choose n+k}-{2n-1 \choose n+k-1}\right) = \\ =
n\cdot \sum_{k=1}^{n}\left( {2n-1 \choose n+k-1} -{2n-1 \choose n+k}\right) =
n\cdot \left( {2n-1 \choose n} -{2n-1 \choose 2n}\right) = \\ =n {2n-1 \choose n} =
\frac 12 \cdot 2n {2n-1 \choose n}=\frac 12 (n+1) {2n \choose n+1}=P}\)
(w przedostatniej linijce suma zwinęła się "teleskopowo")
Q.
- Zordon
- Użytkownik
- Posty: 4977
- Rejestracja: 12 lut 2008, o 21:42
- Płeć: Mężczyzna
- Lokalizacja: Kraków
- Podziękował: 75 razy
- Pomógł: 910 razy
suma ze wspolczynnikami Newtona
Bardzo ładnie, zdecydowanie bardziej do mnie przemawia niż indukcja.
Zastanawia mnie jeszcze czy ten wzór posiada jakąś sensowną interpretację kombinatoryczną.
Zastanawia mnie jeszcze czy ten wzór posiada jakąś sensowną interpretację kombinatoryczną.