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Demostrar la identidad de Lagrange sin inducción

Demostrar la identidad de Lagrange sin inducción.

1j<kn(ajbkakbj)2=(nk=1a2k)(nk=1b2k)(nk=1akbk)2

Intenté expandir el lado izquierdo pero nunca pude llegar a ningún lado, estoy buscando algunos consejos sobre cómo empezar en la dirección correcta, soluciones no completas .

Gracias.

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Bernard Puntos 34415

Una pista:

Hay que jugar con los índices. Desarrollar la suma de cuadrados, eliminando primero la condición j<k y sustituyendo por jk (esto anulará un factor 2 ), a continuación, observe el caso j=k no aporta ningún término suplementario. Cuando todas las condiciones de j y k se han eliminado, es fácil de factorizar.

1j<kn(ajbkakbj)2=1j<kn(ajbk)221j<knajakbjbk+1j<kn(akbj)2 Tenga en cuenta que 1j<kn(ajbk)2+1j<kn(akbj)2 puede escribirse como 1jkn(ajbk)2 .

También 21j<knajakbjbk=1jknajakbjbk , por lo que nuestra suma de cuadrados es 1jkn(ajbk)21jknajakbjbk

Por último, obsérvese que en la última fórmula, para j=k los términos se cancelarían, ya que su contribución sería igual a 1jn(ajbj)21jna2jb2j Así, podemos incorporar el caso j=k a nuestra suma original de cuadrados, que finalmente será igual a: 1j,kn(ajbk)21j,knajbjakbk=1jna2j1jnb2j(1jnajbj)(1jnajbj)=1jna2j1jnb2j(1jnajbj)2

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John Fouhy Puntos 759

Ambas expresiones son de la forma ijkCi,j,k,aiajbkb y se puede calcular el coeficiente de aiajbkb en ambos lados, mostrando que es igual en todos los casos.

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