Adoptemos la definición del Coeficiente binomial mediante el factorial descendente .
$$ \left( \matrix{ r \cr m \cr} \right) = \left\{ {\matrix{ {{{r^{\,\underline {\,m\,} } } \over {m!}}} & {\left| {\;0 \le m \in \mathbb Z} \right.} \cr 0 & {\left| {\;\neg \left( {0 \le m \in \mathbb Z} \right)} \right.} \cr } } \right. $$ con $r$ real o incluso compleja.
Ahora bien, el coeficiente binomial en el denominador de la suma deberá ser no nulo, es decir, deberá ser $0 \le k-p$ con la definición anterior. Así que pongamos $m=k-p$ y reescribir la identidad propuesta como $$ \bbox[lightyellow] { \sum\limits_{\left( {0\, \le } \right)\,l\,\left( { \le \,p} \right)} {\left( { - 1} \right)^{\,l} {{\left( \matrix{ 2l \cr l \cr} \right)\left( \matrix{ m + p \cr p - l \cr} \right)} \over {\left( \matrix{ 2l + 2m \cr m + l \cr} \right)}}} = 4^{\,p} {{\left( \matrix{ m + p - 1 \cr p \cr} \right)} \over {\left( \matrix{ 2m + 2p \cr m + p \cr} \right)}}\quad \left| {\;0 \le m,p \in \mathbb Z} \right. } \tag{1}$$ Nótese que los límites de la suma pueden omitirse ya que están implícitos en los binomios.
Con la definición adoptada, el binomio central puede escribirse como $$ \left( \matrix{ 2n \cr n \cr} \right) = 2^{\,2\,n} \left( \matrix{ n - 1/2 \cr n \cr} \right) = \left( { - 1} \right)^{\,n} 2^{\,2\,n} \left( \matrix{ - 1/2 \cr n \cr} \right) = \left( { - 4} \right)^{\,n} \left( \matrix{ - 1/2 \cr n \cr} \right) $$
Recordemos entonces que, para el Factorial Ascendente y Descendente tenemos $$ \eqalign{ & 1 = x^{\,\underline {\,0\,} } = x^{\,\underline {\,m\,} } \left( {x - m} \right)^{\,\underline {\, - m\,} } \cr & \left( {x + 1} \right)^{\,\overline {\, - m\,} } = \left( {x - m} \right)^{\,\underline {\, - m\,} } = {1 \over {x^{\,\underline {\,m\,} } }}\quad x^{\,\underline {\, - m\,} } = {1 \over {\left( {x + m} \right)^{\,\underline {\,m\,} } }} = {1 \over {\left( {x + 1} \right)^{\,\overline {\,m\,} } }} \cr} $$
Con esta premisa, los sumandos en el LHS se pueden escribir como $$ \bbox[lightyellow] { \eqalign{ & \left( { - 1} \right)^{\,l} {{\left( \matrix{ 2l \cr l \cr} \right)\left( \matrix{ m + p \cr p - l \cr} \right)} \over {\left( \matrix{ 2l + 2m \cr m + l \cr} \right)}} = {{4^{\,l} \left( \matrix{ - 1/2 \cr l \cr} \right)\left( \matrix{ m + p \cr m + l \cr} \right)} \over {4^{\,m + l} \left( \matrix{ m + l - 1/2 \cr m + l \cr} \right)}} = \cr & = {1 \over {4^{\,m} l!}}{{\left( { - 1/2} \right)^{\,\underline {\,l\,} } \left( {m + p} \right)^{\,\underline {\,m + l\,} } } \over {\left( {m + l - 1/2} \right)^{\,\underline {\,m + l\,} } }} \cr} } \tag{2}$$
Y podemos reescribir la RHS como $$ \bbox[lightyellow] { \eqalign{ & RHS = 4^{\,p} {{\left( \matrix{ m + p - 1 \cr p \cr} \right)} \over {\left( \matrix{ 2m + 2p \cr m + p \cr} \right)}} = 4^{\,p} {{\left( \matrix{ m + p - 1 \cr p \cr} \right)} \over {4^{\,m + p} \left( \matrix{ m + p - 1/2 \cr m + p \cr} \right)}} = \cr & = {1 \over {4^{\,m} }}{{\sum\limits_{\left( {0\, \le } \right)\,l\,\left( { \le \,p} \right)} {\left( \matrix{ - 1/2 \cr l \cr} \right)\left( \matrix{ m + p - 1/2 \cr p - l \cr} \right)} } \over {\left( \matrix{ m + p - 1/2 \cr m + p \cr} \right)}} \cr} } \tag{3}$$
y podemos demostrar que cada sumando de la izquierda corresponde a un sumando de la derecha $$ \bbox[lightyellow] { \eqalign{ & {1 \over {4^{\,m} l!}}{{\left( { - 1/2} \right)^{\,\underline {\,l\,} } \left( {m + p} \right)^{\,\underline {\,m + l\,} } } \over {\left( {m + l - 1/2} \right)^{\,\underline {\,m + l\,} } }} = {1 \over {4^{\,m} }}{{\left( \matrix{ - 1/2 \cr l \cr} \right)\left( \matrix{ m + p - 1/2 \cr p - l \cr} \right)} \over {\left( \matrix{ m + p - 1/2 \cr m + p \cr} \right)}} \cr & \quad \quad \Downarrow \cr & {{\left( {m + p} \right)^{\,\underline {\,m + l\,} } } \over {\left( {m + l - 1/2} \right)^{\,\underline {\,m + l\,} } }} = {{\left( {m + p} \right)!\left( {m + p - 1/2} \right)^{\,\underline {\,p - l\,} } } \over {\left( {p - l} \right)!\left( {m + p - 1/2} \right)^{\,\underline {\,m + p\,} } }} \cr & \quad \quad \Downarrow \cr & {{\left( {m + p} \right)^{\,\underline {\,m + l\,} } } \over {\left( {m + l} \right)!}}{1 \over {\left( {m + l - 1/2} \right)^{\,\underline {\,m + l\,} } }} = {{\left( {m + p} \right)!} \over {\left( {p - l} \right)!\left( {m + l} \right)!}}{{\left( {m + p - 1/2} \right)^{\,\underline {\,p - l\,} } } \over {\left( {m + p - 1/2} \right)^{\,\underline {\,m + p\,} } }} \cr & \quad \quad \Downarrow \cr & {1 \over {\left( {m + l - 1/2} \right)^{\,\underline {\,m + l\,} } }} = {{\left( {m + p - 1/2} \right)^{\,\underline {\,p - l\,} } } \over {\left( {m + p - 1/2} \right)^{\,\underline {\,m + p\,} } }} \cr & \quad \quad \Downarrow \cr & \left( {m + p - 1/2} \right)^{\,\underline {\,m + p\,} } = \left( {m + p - 1/2} \right)^{\,\underline {\,\,p - l\, + m + l\,} } = \cr & = \left( {m + p - 1/2} \right)^{\,\underline {\,p - l\,} } \left( {m + l - 1/2} \right)^{\,\underline {\,m + l\,} } \cr} } \tag{4}$$
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¿Has probado a escribir los coeficientes del binomio central en términos de $\binom{\cdot}{1/2}$ y explotando la identidad de Vandermonde?
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He visto en internet que hay una generalización de la identidad de vandermonde como fonction gamma y fonction hypergéométrique. Pero no estoy seguro de lo que quiere decir "en términos de $\binom {\cdot}{1/2}$ ". ¿Puede precisar más? No he aprendido esto.
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Desde $$\frac{1}{\sqrt{1-x}}=\sum_{n\geq 0}\frac{\binom{2n}{n}}{4^n}x^n $$ tienes $$ \binom{2n}{n} = 4^n\binom{n}{-1/2}$$
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@JackD'Aurizio: en realidad lo es $\binom{2n}{n} = 4^n\binom{n-1/2}{n}$