作者znmkhxrw (QQ)
看板Math
标题[中学] 一题恒等式
时间Thu Nov 11 01:59:29 2021
想请问一下对於任何正整数N, 为什麽下列式子恒成立:
N-1 k+1
Σ (-1)^k * C(N+1, k+1) * (1-───)^N = 1
k=0 N+1
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不符合二项式定理的形式後我怎麽试都凑不出来QQ
(1-(k+1)/(N+1))^N 找不到方法拆出来...
谢谢帮忙!
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1F:推 Vulpix : 把 N 次方拆成 k 次方和 N-k 次方。 11/11 11:46
我有想过 (x+y)^n = Σ_{k=0~n} C(n,k) * x^k * y^(n-k)
= Σ_{k=0~n} C(n,k) * (x/y)^k * y^n
但是今天y里面有k就很怪, 不能套二项式定理
可是除了这个目前没其他想法@@
2F:→ pnicarevol : 若Σ补上k=-1,则总和即为0; 经变数变换可得 11/11 14:09
3F:→ pnicarevol : Σ{h=0~M}*C(M,h)*h^(M-1)=0 11/11 14:12
4F:→ pnicarevol : 更正:Σ{h=0~M} (-1)^h * C(M,h) * h^(M-1)=0 11/11 14:13
5F:→ pnicarevol : 若能证明上式即可推得原式 11/11 14:14
怎麽证明上式...我怎麽对这个恒等式没印象QQ
6F:推 Vulpix : 喔对吔。那试试看用N+1和N相减怎麽样? 11/11 16:55
V大是指哪项减哪项阿@@?
7F:→ pnicarevol : 我发现h的次方那一项,只要次数小於M都会对 11/11 17:50
真的耶 好酷
https://www.desmos.com/calculator/pdm2ndjqnl
8F:→ pnicarevol : 如果次数为零次就跟二项式定理一样 11/11 17:50
9F:→ pnicarevol : 但次数大於零的情况,我也还没找到相关的证明@@ 11/11 17:51
是喔! 那这个性质应该可以得到一些蛛丝马迹
而且我发现n太大时不能用desmos网页数学模拟XD
你的 Σ{h=0~M} (-1)^h * C(M,h) * h^(M-1)=0 在M=15时就超过双精度的范围了
跑出了非0的结果, 所以我一开始以为这个式子是错的
後来用python对於int可以不受限於64位元才保证确实你的式子是对的XD
10F:推 LPH66 : 楼上要证的好像能这样? 11/11 18:10
12F:→ musicbox810 : L大说的好像就是多项式在等间隔点上的关系式 11/11 18:20
13F:→ musicbox810 : 不知道z大在哪边看到这一条恒等式的 11/11 18:24
我目前努力的方向跟L那个好像有关系, 算是结合L大跟p大的结果:
For any n>=2
n
Let h_m(x) := Σ (-1)^k * C(n,k) * (k+x)^m, for all 1<=m<=n-1
k=0
Then h_m(x) = 0 for all x€R
也就是说, p大的case是x=0的情形, 但是其实all x€R都对
而这个结果让我可以用微分, 因此 h_m'(x) = m*h_(m-1)(x)
因此才说跟L大的reference很像
@m大: 帮朋友的朋友算抽卡期望值所发现的XDDDDD
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(整理出要证明的东西了)
<Theorem> Let n>=1,m >=0, both integers
n
define h_m(x) := Σ (-1)^k * C(n,k) * (k+x)^m, x€R
k=0
Then (1) 0<=m<=n-1: h_m(x) = 0 for all x€R
(2) m=n: h_m(x) = const != 0 for all x€R
(3) m>n: h_m(x) is a polynomial of degree m-n
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不过刚刚研究了一下发现<Theorem>的成立依赖於h_m(0)的值....
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最後发现general form是
n
h_m(x,y) := Σ C(n,k) * (k+y)^m * x^k, where x, y€R
k=0
<Theorem>只是x=-1的特例, 而要解这个问题就一直微分就好了
※ 编辑: znmkhxrw (61.231.71.68 台湾), 11/12/2021 15:56:36