Päevaülesanne

Juhuslik

Harjutuskomplekt

Balti Tee 1998 · Ülesanne 8

Algebra

Let Pk(x)=1+x+x2+⋯+xk−1P_{k}(x)=1+x+x^{2}+\cdots+x^{k-1}. Show that

∑k=1n(nk)Pk(x)=2n−1Pn(1+x2)\sum_{k=1}^{n}\left(\begin{array}{l} n \\ k \end{array}\right) P_{k}(x)=2^{n-1} P_{n}\left(\frac{1+x}{2}\right)

for every real number xx and every positive integer nn.

Muuda valikut

Kui oled valmis

Ülevaatematerjal muutub kättesaadavaks järgmise päevaülesannete komplektiga.

Ülevaade

Teemad

Polünoomid

Lahendused

Lahendus

Solution:

Let AA and BB be the left- and right-hand side of the claimed formula, respectively. Since

(1−x)Pk(x)=1−xk,(1-x) P_{k}(x) = 1 - x^{k},

we get

(1−x)⋅A=∑k=1n(nk)(1−xk)=∑k=0n(nk)(1−xk)=2n−(1+x)n(1-x) \cdot A = \sum_{k=1}^{n} \binom{n}{k} (1 - x^{k}) = \sum_{k=0}^{n} \binom{n}{k} (1 - x^{k}) = 2^{n} - (1+x)^{n}

and

(1−x)⋅B=2(1−1+x2)⋅2n−1Pn(1+x2)==2n(1−(1+x2)n)=2n−(1+x)n.\begin{aligned} (1-x) \cdot B & = 2\left(1 - \frac{1+x}{2}\right) \cdot 2^{n-1} P_{n}\left(\frac{1+x}{2}\right) = \\ & = 2^{n}\left(1 - \left(\frac{1+x}{2}\right)^{n}\right) = 2^{n} - (1+x)^{n}. \end{aligned}

Thus A=BA = B for all real numbers x≠1x \neq 1. Since both AA and BB are polynomials, they coincide also for x=1x = 1.

Võistluse kontekst

Balti Tee tulemused 1998

11 võistkonda

Keskmine tulemus
2,7 / 5
4 või 5 punkti
5 / 11
Eesti
5 / 5

Punktijaotus

01
14
20
31
42
53
Kõigi võistkondade punktid
VõistkondPunktid
Latvia1 / 5
Estonia5 / 5
Poland1 / 5
Finland5 / 5
St. Petersburg5 / 5
Sweden1 / 5
Denmark1 / 5
Iceland4 / 5
Norway0 / 5
Germany3 / 5
Lithuania4 / 5