Re: [其他] 一題組合級數
這可以數歸啊~跟一般作法沒什麼不同
一樣是在 n=N+1 的求和式裡面,把 n=N 的部份(已知)硬拆出來,剩下再硬算....
pf:
n (n+k)! n
假設 Σ ──── = 2 n! 在 n=N 時成立 (當然 n=0,1 時顯然成立)
k=0 k
2 k!
則 n = N+1 時
N+1 (N+1+k)! N+1 (N+k)!
Σ ───── = Σ ──── (N+1+k)
k=0 k k=0 k
2 k! 2 k!
N (N+k)! N (N+k)! (2N+2)!
= (N+1) Σ ──── + Σ ──── k + ──────
k=0 k k=0 k N+1
2 k! 2 k! 2 (N+1)!
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ ^^^^^^^^^^^^^^^ ^^^^^^^^^^^^^
(1) (2) (3)
級數的已知部份 級數隨k變動的部份 多出來的一項
N N
(1) = (N+1) 2 N! = 2 (N+1)! (by n=N 成立之假設)
N (N+k)! 1 N-1 (N+1+k)!
(2) = Σ ──── = ─ Σ ─────
k=1 k 2 k=0 k
2 (k-1)! 2 k!
1 N+1 (N+1+k)! (2N+1)! (2N+2)!
= ─ [ Σ ───── - ───── - ────── ]
2 k=0 k N N+1
2 k! 2 N! 2 (N+1)!
^^^^^^^^^^^^^^^ ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
此即欲求之級數和,記為 x 把第N與N+1項扣回來
(因為還不知道 n=N+1 是否成立)
1 (2N+1)!
= ─ x - ────
2 N
2 N!
故
N 1 (2N+1)! (2N+2)!
x = (1) + (2) + (3) = 2 (N+1)! + ─ x - ──── + ──────
2 N N+1
2 N! 2 (N+1)!
1 N
─ x = 2 (N+1)!
2
N+1
x = 2 (N+1)! by 數學歸納法 QED
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◆ From: 114.27.8.97
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