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Evaluar un determinante con factoriales.

En un problema dado por un profesor, existe el siguiente problema.

Si $a_n = \frac{1}{n!}$, evaluar $$ D_n = \begin{vmatrix} a_1 & a_0 & 0 & 0 & \cdots & 0 & 0 & 0\\ a_2 & a_1 & a_0 & 0 & \cdots & 0 & 0 & 0 \\ a_3 & a_2 & a_1 & a_0 & \cdots & 0 & 0 & 0 \\ a_4 & a_3 & a_2 & a_1 & \cdots & 0 & 0 & 0 \\ \vdots & \vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots & \vdots & \vdots\\ a_{n-2} & a_{n-3} & a_{n-4} & a_{n-5} & \cdots & a_1 & a_0 & 0 \\ a_{n-1} & a_{n-2} & a_{n-3} & a_{n-4} & \cdots & a_2 & a_1 & a_0 \\ a_n & a_{n-1} & a_{n-2} & a_{n-3} & \cdots & a_3 & a_2 & a_1 \end{vmatrix}. $$

Por el primer par de valores de $n$, me di cuenta de que la respuesta es, probablemente,$D_n=a_n=\frac{1}{n!}$, pero tengo problemas para probar esto. He probado con la inducción.

Caso $n=1$ es obvia.

Suponemos que $D_n=a_n$ es cierto para todos los $n$$k$. Sólo tenemos que demostrar que la declaración tiene por $n=k$ ahora.

Mediante el uso de Laplace con la fórmula de la primera fila (y tener suerte de que $a_0=1$), obtenemos $$ \begin{eqnarray} D_k & = & a_1D_{k-1} - a_0\Big( a_2D_{k-2} - a_0\big( \cdots a_0\left( a_{n-1}D_1 - a_0a_n \right) \cdots \big) \Big) \\ & = & \frac1{1!}\frac1{(k-1)!} - \frac1{2!}\frac1{(k-2)!} + \cdots + (-1)^{k-2} \frac1{(k-1)!}\frac1{1!} + (-1)^{k-1}\frac1{k!} .\end{eqnarray}$$ Para los desiguales $k$, las cosas son obvias. El otro caso es cuando las cosas rápidamente salir de mi mano.

Para $k=2l$ obtenemos $$ D_{2l} = 2\sum_{j=1}^{l-1}\frac1{j!\cdot(2l-j)!} + (-1)^{l+1}\left(\frac{1}{l!}\right)^2. $$

No sólo que tengo otros dos casos incluso irregular e $l$ (y tengo un mal presentimiento, esto puede continuar por un tiempo), también tengo ni idea de cómo acercarse a la suma.

Hay una manera más fácil? Dudo que yo estoy en el camino correcto aquí (al menos para incluso $k$).

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Peter B Puntos 163

Vamos a jugar su fórmula $D_k$: $$ Dk = \frac1 {1.} \frac1{(k-1)!} - \frac1{2!} \frac1{(k-2)!} + \cdots + (-1) ^ {k-2} \frac1{(k-1)!} \frac1{1!} + (-1) ^ {k-1} \frac1 {k}! = \sum{j=1}^k \frac {(-1) ^ {j +1}} {(k-j)! j!} $$ % $ $$=-\frac{1}{k!}\sum{j=1}^k (-1)^{j }{k\choose j} = \frac{1}{k!}{k\choose 0}-\frac{1}{k!}\sum{j=0}^k (-1)^{j }{k\choose j}=\frac {1}{k!}- (1-1)^k= \frac {1}{k!}.$

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