به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
+2 امتیاز
909 بازدید
در دبیرستان و دانشگاه توسط کیوان عباس زاده (3,120 امتیاز)

مجموع زیر را بیابید: $$ \sum_{i=0}^{n-1} \sum_{j=i+1}^{n+1} \binom{n+1}{j} \binom{n}{i} $$

2 پاسخ

+4 امتیاز
توسط saderi7 (7,860 امتیاز)

$$u_n=\sum_{i=0}^{n-1}\sum_{j=i+1}^{n+1} {n+1\choose j}{n\choose i}=\sum_{i=0}^{n-1}{n\choose i}\sum_{j=i+1}^{n+1} {n+1\choose j}$$

$$u_{n+1}=\sum_{i=0}^{n}\left[{n\choose i}+{n\choose i-1}\right]\sum_{j=i+1}^{n+2} \left[{n+1\choose j}+{n+1\choose j-1}\right]$$ $u_{n+1}=a_n+b_n+c_n+d_n$

$$a_n=\sum_{i=0}^{n}{n\choose i}\sum_{j=i+1}^{n+2} {n+1\choose j}=1+\sum_{i=0}^{n-1}{n\choose i}\sum_{j=i+1}^{n+1} {n+1\choose j}=1+u_n$$

$$b_n=\sum_{i=0}^{n}{n\choose i}\sum_{j=i+1}^{n+2} {n+1\choose j-1}=\sum_{i=0}^{n}{n\choose i}\sum_{j=i}^{n+1} {n+1\choose j}\\=\sum_{i=0}^{n}{n\choose i}{n+1\choose i}+\sum_{i=0}^{n}{n\choose i}\sum_{j=i+1}^{n+1} {n+1\choose j}\\=\sum_{i=0}^{n}{n\choose i}{n+1\choose i}+u_n+1$$ $$c_n=\sum_{i=0}^{n}{n\choose i-1}\sum_{j=i+1}^{n+2} {n+1\choose j}=\sum_{i=0}^{n-1}{n\choose i}\sum_{j=i+2}^{n+1} {n+1\choose j}\\=u_n-\sum_{i=0}^{n-1}{n\choose i}{n+1\choose i+1}$$ $$d_n=\sum_{i=0}^{n}{n\choose i-1}\sum_{j=i+1}^{n+2} {n+1\choose j-1}=\sum_{i=0}^{n-1}{n\choose i}\sum_{j=i+2}^{n+2} {n+1\choose j-1}\\=\sum_{i=0}^{n-1}{n\choose i}\sum_{j=i+1}^{n+1} {n+1\choose j}=u_n$$

,

$$u_{n+1}=4u_n+2+\sum_{i=0}^{n}{n\choose i}{n+1\choose i}-\sum_{i=0}^{n-1}{n\choose i}{n+1\choose i+1}\\=4u_n+3+\sum_{i=0}^{n}{n\choose i}{n+1\choose i}-\sum_{i=0}^{n}{n\choose i}{n+1\choose i+1}$$

Vandermonde's identity:

$$\sum_{i=0}^{n}{n\choose i}{n+1\choose i}=\sum_{i=0}^{n}{n\choose i}{n+1\choose i+1}={2n+1\choose n+1}$$


$u_{n+1}=4u_n+3$, $u_1=3$ ($u_0=0$ ). $u_n=4^n-1$.

توسط کیوان عباس زاده (3,120 امتیاز)
+1
آفرین! البته من یک راه حل دیگری داشتم اما این راه حل هم خیلی زیباست.
+1 امتیاز
توسط saderi7 (7,860 امتیاز)

برای $i=0$

داریم$${n+1\choose1}+\dots+{n+1\choose n+1}=2^{n+1}-1$$

برای $n$ (فرد) $$2^{n+1}-1+2^{n+1}\frac{2^n-2}{2}=4^n-1$$ $n$ (زوج) $i$ $${n\choose n/2}\left({n+1\choose n/2+1}+\dots+{n+1\choose n+1}\right)=\frac{1}{2}{n\choose n/2}2^{n+1}$$

$$2^{n+1}-1+2^{n+1}\frac{2^n-2}{2}=4^n-1$$

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.
...