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Aufgabe:


Sei \( x \in \mathbb{R}, n \in \mathbb{N} \). Beweisen Sie die Formel

\( \sum \limits_{k=0}^{n}(-1)^{k} \cdot\left(\begin{array}{l} x \\ k \end{array}\right)=(-1)^{n} \cdot\left(\begin{array}{c} x-1 \\ n \end{array}\right) \)



Problem/Ansatz:

Hat da jemand einen Ansatz?

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Hast du es bereits mit vollständiger Induktion probiert? Das ist doch meist der erste Ansatz, wenn etwas für alle n gezeigt werden soll.

1 Antwort

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Beste Antwort

\(\sum \limits_{k=0}^{n}(-1)^{k} \cdot\left(\begin{array}{l} x \\ k \end{array}\right)=(-1)^{n} \cdot\left(\begin{array}{c} x-1 \\ n \end{array}\right) \)

Mit vollst. Induktion. n=0 dürfte klar sein.

Wenn man ein n hat mit \(\sum \limits_{k=0}^{n}(-1)^{k} \cdot\left(\begin{array}{l} x \\ k \end{array}\right)=(-1)^{n} \cdot\left(\begin{array}{c} x-1 \\ n \end{array}\right) \)

Dann folgt

\(\sum \limits_{k=0}^{n+1}(-1)^{k} \cdot\left(\begin{array}{l} x \\ k \end{array}\right)=\sum \limits_{k=0}^{n}(-1)^{k} \cdot\left(\begin{array}{l} x \\ k \end{array}\right) + (-1)^{n+1} \cdot\left(\begin{array}{l} x \\ n+1 \end{array}\right) \)

Mit der Ind. annahme also

\( = (-1)^{n} \cdot\left(\begin{array}{l} x-1 \\ n \end{array}\right)+ (-1)^{n+1} \cdot\left(\begin{array}{l} x \\ n+1 \end{array}\right) \)

Ausklammern

\( = (-1)^{n+1} \cdot ( -\left(\begin{array}{l} x-1 \\ n \end{array}\right)+ \left(\begin{array}{l} x \\ n+1 \end{array}\right)) \)

Und aus der Formel für die Binomialkoeffizienten

\( \left(\begin{array}{l} x \\ n+1 \end{array}\right)= \left(\begin{array}{l} x-1 \\ n \end{array}\right) +\left(\begin{array}{l} x-1 \\ n+1 \end{array}\right) \)

folgt durch Einsetzen das gewünschte Ergebnis.

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