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$\sum_{k=1}^{n} \binom{n}{k}k^{r}$

Encuentra: $$\sum_{k=1}^{n} \binom{n}{k}k^{r}$$

Para r=0 la suma es obviamente $2^{n}$ .

Para r=1 la suma es $n2^{n-1}$ .

Para r=2 la suma es $n(n+1)2^{n-2}$ .

Esto es lo que he probado:

$$\frac{d(1+x)^{n}}{dx}=n(1+x)^{n-1}=\binom{n}{1}+2\binom{n}{2}x+3\binom{n}{3}x^{2}+\cdots+n\binom{n}{n}x^{n-1}$$

$$\frac{d[x\cdot n(1+x)^{n-1}]}{dx}=\binom{n}{1}+2^{2}\binom{n}{2}x+3^{2}\binom{n}{3}x^{3}+\cdots+n^{2}\binom{n}{n}x^{n-1}$$

Así que si continuamos así y ponemos x=1 obtendremos nuestro resultado.Sin embargo no puedo generalizar esto.

Creo que la respuesta tiene algo que ver con los números Stirling del segundo tipo.

Otra forma de presentar esta pregunta: Encontrar $A_{1},A_{2},\cdots ,A_{r}$ tal que $$k^{r}=A_{1}k+A_{2}k(k-1)+A_{3}k(k-1)(k-2)+\cdots$$

Si alguien puede responder a la segunda pregunta puedo resolver la primera.

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Peter Taylor Puntos 5221

Tienes razón en que tiene que ver con los números de Stirling. El artículo de Wikipedia sobre Números Stirling del segundo tipo responde a su segunda pregunta:

Si dejamos que $$(x)_n=x(x-1)(x-2)\cdots(x-n+1) \,$$ (en particular, $(x)_0 = 1$ porque es un producto vacío) sea el factorial descendente, podemos caracterizar los números de Stirling del segundo tipo por $$ \sum_{k=0}^n \left\{\begin{matrix} n \\ k \end{matrix}\right\}(x)_k=x^n$$

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