Докажите тождества Cn^1+2Cn^2+…+nCn^n=2^n-1

+955 голосов
6.1m просмотров

Докажите тождества Cn^1+2Cn^2+…+nCn^n=2^n-1


Математика | 6.1m просмотров
Дан 1 ответ
+180 голосов

Тождество неверное. Скорее уж будет так

C^1_n+2C_n^2+...+nC^n_n=n\cdot 2^{n-1}

C^1_n+2C^2_n+...+nC^n_n=\sum^{n}_{k=1}k\cdot C^k_n

Пользуясь свойством \sum^{n}_{k=0}k\cdot C^k_n=n\cdot 2^{n-1}, мы имеем

\sum^n_{k=1}k\cdot C^k_n=n\cdot 2^{n-1}

Можно доказать без всяких свойств чисел сочетаний. По формуле бинома Ньютона n\cdot 2^{n-1}=n\cdot (1+1)^{n-1}=n\cdot \sum^{n-1}_{p=0}C^p_{n-1}. В свою очередь при любом p выполняется равенство:

n\cdot C^p_{n-1}=\frac{n(n-1)}{p!(n-1-p)!}\cdot \frac{p+1}{p+1}=\frac{n!(p+1)}{(p+1)![n-(p+1)]!}=(p+1)C^{p+1}_n

Следовательно, n\cdot 2^{n-1}=\sum^{n-1}_{p=0}(p+1)C^{n+1}_n. Преобразим индекс суммирования, положив p+1=k. Имеем:

\sum^{n-1}_{p=0}(p+1)C^{p+1}_n=\sum^{n}_{k=1}kC^k_n

(151k баллов)