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Provar igualdade sem recorrer à Indução Matemática

Provar igualdade sem recorrer à Indução Matemática

Mensagempor EREGON » Ter Abr 14, 2015 06:29

Bom dia,

estou com dificuldades em efectuar esta prova sem recorrer à IM, no entanto tendo como suporte as matérias já dadas, como:

1 - Funções Injetivas, sobrejetivas e bijeticvas.
2 - Cardinalidades.
3 - Coeficientes binomiais.
4 - Permutações e combinações.
5 - Binomio de Newton, triangulo de pascal, lei de simetria, etc.

Tentei fazer este desenvolvimento que não sei se está correto, mas depois não consegui avançar mais *-) :
Anexos
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Re: Provar igualdade sem recorrer à Indução Matemática

Mensagempor EREGON » Qui Abr 16, 2015 14:07

Olá boa tarde,

alguém me poderá auxiliar neste exercício?

Obrigado.
EREGON
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Re: Provar igualdade sem recorrer à Indução Matemática

Mensagempor e8group » Sex Abr 17, 2015 23:12

Podemos generalizar , computar \sum^n  k^\alpha \binom{n}{k} recursivamente em função das somas ]\sum^n  k^\zeta \binom{n}{k}   ;   0 \leq \zeta  < \alpha .

Defina , para \alpha , n \in \mathbb{Z}_{\geq 0 , \Lambda_n(\alpha) := \sum_{k=1}^n k^\alpha \binom{n}{k} .

Veja que \Lambda_n(0) =  2^n -1 (verifique ) . Fixe \mathbb{Z}_{\geq 0 }\ni n, \alpha > 0 arbitrariamente .

Para cada k \in \{1, \hdots , n \} , veja que


k^\alpha \binom{n}{k} = k^\alpha \frac{n!}{(n-k)!k!} = k^{\alpha -1}\frac{n!}{(n-k)!(k-1)!}  = n k^{\alpha -1}\frac{(n-1)!}{(n-k)!(k-1)!} =  n k^{\alpha -1}\frac{(n-1)!}{((n-1)-(k-1) )!(k-1)! } =  n k^{\alpha -1} \binom{n-1}{k-1} .

Pondo , p = k -1 , temos k^\alpha \binom{n}{k} =  n (p+1)^{\alpha -1 } \binom{n-1}{p}  ,     p \in \{0, \hdots , n-1\} .

Como ,

(p+1)^{\alpha -1 }  = \sum_{\zeta = 0}^{\alpha -1} p^\zeta \binom{\alpha -1}{\zeta } , substituindo na expressão acima , temos


k^\alpha \binom{n}{k}  = n \sum_{\zeta = 0}^{\alpha -1} p^\zeta \binom{\alpha -1}{\zeta } \binom{n-1}{p}  , p \in \{0, \hdots , n-1\} . Finalmente , substituindo esta expressão na soma , vem

\sum_{k=1}^n k^\alpha \binom{n}{k} =  \sum_{p=0}^{n-1}   n \sum_{\zeta = 0}^{\alpha -1} p^\zeta \binom{\alpha -1}{\zeta } \binom{n-1}{p}  = n \sum_{\zeta = 0}^{\alpha -1} \left(\sum_{p=0}^{n-1}  p^\zeta  \binom{n-1}{p}   \right) \binom{\alpha -1}{\zeta } = n+ n\sum_{\zeta = 0}^{\alpha -1} \left(\sum_{p=1}^{n-1}  p^\zeta  \binom{n-1}{p}   \right) \binom{\alpha -1}{\zeta }  = n+n\sum_{\zeta = 0}^{\alpha -1}  \Lambda_{n-1}(\zeta) \binom{\alpha -1}{\zeta } , ou seja


\Lambda_n(\alpha) = \boxed{n+ n \sum_{\zeta = 0}^{\alpha -1}  \Lambda_{n-1}(\zeta) \binom{\alpha -1}{\zeta }} .

Agora somos capazes facilmente , de computar por exemplo \Lambda_n(1) . De acordo com a formula acima ,


\Lambda_n(1) =n+ n \sum_{\zeta = 0}^{0}  \Lambda_{n-1}(\zeta) \binom{0}{\zeta }  = n+ n \Lambda_{n-1}(0) =  n+ n (2^{n-1} -1) = n2^{n-1} .

o exercício é um corolário do resultado acima ... Segue-se então que

\sum_{k=1}^n k^2 \binom{n}{k} =  \Lambda_n(2) = n+ n \sum_{\zeta = 0}^{1}  \Lambda_{n-1}(\zeta) \binom{1}{\zeta } = n+ n( \Lambda_{n-1}(0)+\Lambda_{n-1}(1) )  = n( 2^{n-1} + (n-1)2^{n-2}) =  n(n+1)2^{n-2} .
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Assunto: Proporcionalidade
Autor: silvia fillet - Qui Out 13, 2011 22:46

Divida o numero 35 em partes diretamente proporcionais a 4, 10 e 14. Em seguida divida o mesmo numero em partes proporcionais a 6, 15 e 21. explique por que os resultados sao iguais.


Assunto: Proporcionalidade
Autor: silvia fillet - Sáb Out 15, 2011 10:25

POR GENTILEZA PODEM VERIFICAR SE O MEU RACIOCINIO ESTÁ CERTO?

P1 = K.4 SUBSTITUINDO K POR 1,25 P1= 5
P2 = K.10 SUBSTITUINDO K POR 1,25 P2= 12,50
P3 = K.13 SUBSTITUINDO K POR 1,25 P3= 17,50

P1+P2+P3 = 35
K.4+K.10+K.13 = 35
28 K = 35
K= 1,25


P1 = K.6 SUBSTITUINDO K POR 0,835 P1= 5
P2 = K.15 SUBSTITUINDO K POR 0,835 P2 = 12,50
P3 = K.21 SUBSTITUINDO K POR 0,835 P3 = 17,50
K.6+K.15+K.21 = 35
42K = 35
K= 0,833


4/6 =10/15 =14/21 RAZÃO = 2/3

SERÁ QUE ESTÁ CERTO?
ALGUEM PODE ME AJUDAR A EXPLICAR MELHOR?
OBRIGADA
SILVIA


Assunto: Proporcionalidade
Autor: ivanfx - Dom Out 16, 2011 00:37

utilize a definição e não se baseie no exercícios resolvidos da redefor, assim você terá mais clareza, mas acredito que sua conclusão esteja correto, pois o motivo de darem o mesmo resultado é pq a razão é a mesma.


Assunto: Proporcionalidade
Autor: Marcos Roberto - Dom Out 16, 2011 18:24

Silvia:
Acho que o resultado é o mesmo pq as razões dos coeficientes e as razões entre os números são inversamente proporcionais.

Você conseguiu achar o dia em que caiu 15 de novembro de 1889?


Assunto: Proporcionalidade
Autor: deiasp - Dom Out 16, 2011 23:45

Ola pessoal
Tb. estou no redefor
O dia da semana em 15 de novembro de 1889, acredito que foi em uma sexta feira


Assunto: Proporcionalidade
Autor: silvia fillet - Seg Out 17, 2011 06:23

Bom dia,
Realmente foi uma sexta feira, como fazer os calculos para chegar ?


Assunto: Proporcionalidade
Autor: ivanfx - Seg Out 17, 2011 07:18

Para encontrar o dia que caiu 15 de novembro de 1889 você deve em primeiro lugar encontrar a quantidade de anos bissextos que houve entre 1889 à 2011, após isso dá uma verificada no ano 1900, ele não é bissexto, pois a regra diz que ano que é múltiplo de 100 e não é múltiplo de 400 não é bissexto.
Depois calcule quantos dias dão de 1889 até 2011, basta pegar a quantidade de anos e multiplicar por 365 + 1 dia a cada ano bissexto (esse resultado você calculou quando encontrou a quantidade de anos bissextos)
Pegue o resultado e divida por 7 e vai obter o resto.
obtendo o resto e partindo da data que pegou como referência conte a quantidade do resto para trás da semana.


Assunto: Proporcionalidade
Autor: silvia fillet - Seg Out 17, 2011 07:40

Bom dia,
Será que é assim:
2011 a 1889 são 121 anos sendo , 30 anos bissextos e 91 anos normais então temos:
30x366 = 10.980 dias
91x365 = 33.215 dias
incluindo 15/11/1889 - 31/12/1889 47 dias
33215+10980+47 = 44242 dias

44242:7 = 6320 + resto 2

è assim, nâo sei mais sair disso.


Assunto: Proporcionalidade
Autor: ivanfx - Seg Out 17, 2011 10:24

que tal descontar 1 dia do seu resultado, pois 1900 não é bissexto, ai seria 44241 e quando fizer a divisão o resto será 1
como etá pegando base 1/01/2011, se reparar bem 01/01/2011 sempre cai no mesmo dia que 15/01/2011, sendo assim se 01/01/2011 caiu em um sábado volte 1 dia para trás, ou seja, você está no sábado e voltando 1 dia voltará para sexta.então 15/11/1889 cairá em uma sexta


Assunto: Proporcionalidade
Autor: Kiwamen2903 - Seg Out 17, 2011 19:43

Boa noite, sou novo por aqui, espero poder aprender e ajudar quando possível! A minha resposta ficou assim:


De 1889 até 2001 temos 29 anos bissextos a começar por 1892 (primeiro múltiplo de 4 após 1889) e terminar por 2008 (último múltiplo de 4 antes de 2011). Vale lembrar que o ano 1900 não é bissexto, uma vez que é múltiplo de 100 mas não é múltiplo de 400.

De um ano normal para outro, se considerarmos a mesma data, eles caem em dias consecutivos da semana. Por exemplo 01/01/2011 – sábado, e 01/01/2010 – sexta.

De um ano bissexto para outro, se considerarmos a mesma data, um cai dois dias da semana depois do outro. Por exemplo 01/01/2008 (ano bissexto) – Terça – feira, e 01/01/09 – Quinta-feira.

Sendo assim, se contarmos um dia da semana de diferença para cada um dos 01/01 dos 122 anos que separam 1889 e 2011 mais os 29 dias a mais referentes aos anos bissextos entre 1889 e 2011, concluímos que são 151 dias da semana de diferença, o que na realidade nos trás: 151:7= 21x7+4, isto é, são 4 dias da semana de diferença. Logo, como 15/11/2011 cairá em uma terça-feira, 15/11/1889 caiu em uma sexta-feira.