به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
0 امتیاز
334 بازدید
در دبیرستان توسط mansour (784 امتیاز)

اگر n مضرب مثبتی از ۶ باشد، آنگاه: $\binom{n}{۱}-۳ \binom{n}{۳}+۳^۲ \binom{n}{۵}-...=۰$ $ \binom{n}{1}- \frac{1}{3} \binom{n}{3}+ \frac{1}{3^2} \binom{n}{5}-...=0$

مرجع: کتاب حل مسئله از طریق مسئله تالیف لورن سی لارسن
توسط Elyas1 (4,505 امتیاز)
ویرایش شده توسط Elyas1
+1
@mansour زمانی که می گویید $ \binom{n}{k} $ در آن $k$ عدد صحیح نامنفی می باشد که حداکثر می تواند برابر با $n$ باشد نه بیشتر از آن!
اکنون به نظرتان دو تساوی ای که نوشتید چنین نکته ای را رعایت می کنند؟
توسط
به ازای n=6 که برقرار است. جملات مثبت و منفی از نظر اندازه برابرند و برابر ۲۰ اند.برای اثبات در حالت کلی شاید استفاده از فرمول های ترکیب و یا استقرا مفید باشد.

1 پاسخ

+1 امتیاز
توسط قاسم شبرنگ (4,161 امتیاز)
ویرایش شده توسط قاسم شبرنگ
 
بهترین پاسخ

قبل از هر چیز سمت چپ تساوی را $X$ بگیرید و توجه شود که ($n=6s \wedge s \in N$) و ارتباط انتخاب ها و توان $3$ در هر جمله به صورت $3^{ \frac{k-1}{2} } \binom{n}{k} $ است:

$3^{ \frac{k-1}{2} } \binom{n}{k}= \frac{1}{ \sqrt{3} } \sqrt{3} ^{k} \binom{n}{k} \Rightarrow X= \frac{1}{ \sqrt{3} } [ \binom{n}{1} \sqrt{3} - \binom{n}{3} \sqrt{3} ^3+ \binom{n}{5} \sqrt{3} ^5-...]$

حالا اتحادهای زیر را در نظر بگیرید:

$A=(1+ \sqrt{3} i)^n= \sum _{k=0}^n \binom{n}{k} ( \sqrt{3} i)^k$

$= \binom{n}{0} + \binom{n}{1} \sqrt{3} i+ \binom{n}{2} ( \sqrt{3} i)^2+ \binom{n}{3} ( \sqrt{3} i)^3+ \binom{n}{4} ( \sqrt{3} i)^4+ \binom{n}{5} ( \sqrt{3} i)^5+...$

$= \binom{n}{0} +\binom{n}{1} \sqrt{3} i- \binom{n}{2} \sqrt{3} ^2- \binom{n}{3} \sqrt{3} ^3i+ \binom{n}{4} \sqrt{3} ^4+ \binom{n}{5} \sqrt{3} ^5i-...$

$B=(1- \sqrt{3} i)^n= \sum _{k=0}^n (-1)^k\binom{n}{k} ( \sqrt{3} i)^k$

$= \binom{n}{0} - \binom{n}{1} \sqrt{3} i+ \binom{n}{2} ( \sqrt{3} i)^2- \binom{n}{3} ( \sqrt{3} i)^3+ \binom{n}{4} ( \sqrt{3} i)^4- \binom{n}{5} ( \sqrt{3} i)^5+...$

$= \binom{n}{0} -\binom{n}{1} \sqrt{3} i- \binom{n}{2} \sqrt{3} ^2+ \binom{n}{3} \sqrt{3} ^3i+ \binom{n}{4} \sqrt{3} ^4- \binom{n}{5} \sqrt{3} ^5i-...$

$ \Rightarrow A-B=2i[ \binom{n}{1} \sqrt{3} - \binom{n}{3} \sqrt{3} ^3+ \binom{n}{5} \sqrt{3} ^5-...]=2 \sqrt{3} iX$

$ \Rightarrow X= \frac{1}{2 \sqrt{3} i} [A-B]= \frac{1}{2 \sqrt{3} i} [(1+ \sqrt{3} i)^n-(1- \sqrt{3} i)^n]$

$= \frac{2^n}{2 \sqrt{3} i} [( \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3}}{2} i)^{6s}-( \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3}}{2} i)^{6s}]$

$= \frac{2^n}{2 \sqrt{3} i}[(Cos60+iSin60)^{6s}-(Cos60-iSin60)^{6s}]= \frac{2^n}{2 \sqrt{3} i} [Cos360+iSin360)^s-(Cos360-iSin360)^s]$

$= \frac{2^n}{2 \sqrt{3} i} [(1+0i)^s-(1-0i)^s]= \frac{2^n}{2 \sqrt{3} i} [1-1]= \frac{2^n}{2 \sqrt{3} i} \times 0=0$

برای قسمت دوم طرفین تساوی اول را بر $3^ \frac{n-2}{2} $ تقسیم و از خواص $ \binom{n}{k} = \binom{n}{n-k} $ استفاده کنید.

$ \Box $

ریاضیدان، کسی است که شباهت ها را بین قضایا دریابد. ریاضیدان بهتر کسی است که بتواند شباهت بین برهان ها را ببیند. بهترین ریاضیدان کسی است که بتواند به شباهت بین نظریه ها توجه کند. و می توان تصور کرد که ریاضیدان نهایی کسی است که بتواند شباهت بین شباهت ها را مشاهده کند.
...