「二項定理」の質問と回答

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次の等式が成り立つことを証明せよ。

nC0 + (1/2) nC1 +(1/3) nC2 +……+ (1/n+1) nCn =(2^{n+1}−1)/(n+1)
   

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nCr の問題
玄米子さん    [Profile 近畿地方に住む高校2年生の女性の方] 投稿日2002/8/31(土)19:05

はじめまして。
分からない所があります。
黄チャートの重要例題に載っていた物です。
次の等式が成り立つことを証明せよ。

nC0+(1/2)nC1+(1/3)nC2+……(1/n+1)nCn=(2^{n+1}−1)/(n+1)

問題の下に解答が載っているんですけど、最初から分かりません。

分母κ+1が変化するのは扱いにくいからと
nCκ/κ+1=(1/κ+1)・(n!/κ!(n-κ)!) のように変形させる。
ここまでは良いのですがどうしてこの式が =(1/n+1)・{(n+1)!/(κ+1)!(n-κ)!} となるのか、分かりません。
この式から(1/n+1)n+1Cκ+1となるみたいなんですが、とにかくその前が分かりません。
もし良ければ教えてください。お願いします。



池田 敦さん の ホームページ  [Profile 大阪府に住む大学院生の男性の方] 投稿日:2002/9/1(日)15:08

助っ人の池田です。

コンビネーションの変形はややこしいですね。
分数の表示がいろいろ出てきてややこしいですので、
掲示板の上の方の「数式の表記法」をよく読んでから以下の文章を読んでください。
   frac{1}{k+1}・frac{n!}{k!(n-k)!}
   =frac{n!}{(k+1)!(n-k)!}
に変形されるのは大丈夫でしょうか?
ここでは k!・(k+1)=(k+1)! を利用しました。
k! が「1 から k まで順に掛けたもの」ですから、
その次の k+1 を掛けたものは (k+1)! になりますよね?

次の変形です。
   =frac{(n+1)!}{(n+1)(k+1)!(n-k)!}
に変形されるのは、分母分子に n+1 を掛けて、
先ほどと同じようにして分母の一部を n!・(n+1)=(n+1)! としたものです。

こうなれば、
   =frac{1}{n+1}・frac{(n+1)!}{(k+1)!((n+1)-(k+1))!}
   =frac{1}{n+1}・{n+1}C{k+1}
となりますよね?
frac は、この掲示板専用(というか、元々は数式作成ソフト用)の表記で
分数を表しています。
これではわかりにくいと思いますので、一度紙に書いて
どんな変形をしたのかを実感してみて下さい。

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