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Zeigen Sie für n∈ℕ, dass Folgendes gilt:

\( \left(\begin{array}{c}{2 n} \\ {n}\end{array}\right)=(-1)^{n} \cdot 4^{n} \cdot\left(\begin{array}{c}{-1 / 2} \\ {n}\end{array}\right) \)

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Hier eine ähnliche Behauptung bei b) https://www.mathelounge.de/24161/kombinatorischen-argumenten-aussagen-binomialkoeffizienten

Bist du dir sicher, dass du verallgemeinerte Binomialkoeffizienten benutzen sollst? (-1/2) steht bei dir oben!

Sollst du das kombinatorisch oder mit Induktion beweisen?

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Gemäss Definition verallgemeinerte Binolialkoeffizienten

https://de.wikipedia.org/wiki/Binomialkoeffizient#Verallgemeinerung

ist

(-1/2 tief n) =  ((-1)/2*(-3)/2*.....*(-(2n+1))/2  )  /n!

= (-1)^n * 1/2^n *(1*3*5*…*(2n+1)) / n!

 
(2n tief n) = (2n)! / (n! * n!)

           |ein n! lässt sich kürzen. Es bleibt links.

= 2n*(2n-1)*(2n-2)…(n+1)/n!

rechts bisher:

(-1)^n* 4^n * (-1)^n * 1/2^n *(1*3*5*…*(2n+1)) / n!

(-1)^n* 4^n * (-1)^n * 1/2^n *(1*3*5*…*(2n+1)) / n!

1*2^n  *(1*3*5*…*(2n+1)) / n!

= 2^n  *(1*3*5*…*(2n+1)) / n!

Warum sind die beiden violetten Terme gleich? unten: n! ok.

Im Zähler steht rechts das Produkt der ersten n ungeraden Zahlen mal 2^n

und links das Produkt von n Zahlen, die Grösser sind als n. Jede zweite von denen lässt sich durch 2 dividieren. 

= 2n*(2n-1)*(2n-2)…(n+1) = 2*n*(2n-1)*2(n-1)*(2n-3)........(n+1 oder 2)

neu sortieren

= 2^{ca. n/ 2} * (2n-1)(2n-3)(2n-5) ... n(n-1) ..... (n+1 oder2)/2

Zwischen n und n/2 wieder gerade Zahlen vorhanden (ca n/4 solche). Diese halbieren und nach hinten verschieben

= 2^{ca. n/ 2 + n/4 } * (2n-1)(2n-3)(2n-5) ..... (n+1, 2,3 oder4)/4

Ab n+1oder2/2 keine Unterbrüche. Diese halbieren und nach hinten verschieben usw.

= 2^{n/2 + n/4 + n/8 +...}*(2n-1)(2n-3)...*5*3*1

= 2^n * (2n-1)(2n-3)...*5*3*1

Somit dasselbe wie rechts

qed.

Bei ca n/2 … bräuchte es noch eine Fallunterscheidung für n gerade und ungerade, durch 4 teilbar und Restklassen…

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