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Factorial, cancelando en la expansión de los coeficientes binomiales en Matemáticas concretas

En Concreto las Matemáticas de la sección 5.5, que es la enseñanza de las funciones hipergeométricas, generalizada factoriales se define como:

\[ \frac 1 {z!} = \lim_{n \to \infty} \binom{n+z}{n}n^{z} \]

donde

\[ \binom r k = \left\{ \begin{array}{ll} r^{\underline k} / k! = r(r-1) \cdots (r-k+1) / k! & k > 0 \\ 1 & k = 0 \\ 0 & k < 0 \end{array} \right. \]

sigue el ordinario de la definición.

Por lo $z! = z(z-1)!$ para todo el complejo de $z$ (a excepción de los números enteros negativos), entonces podemos comprobar $0! = 1$$n! = n(n-1) \cdots 1$$n > 0$.

A continuación, un coeficiente binomial puede ser escrito

\[ \binom z w = \lim_{\zeta \z} \lim_{\omega \w} \frac{\zeta!}{\omega!(\zeta-\omega)!} \]

Deje $t_k = \dbinom r k \dbinom s {n-k}$.

Sin embargo, el siguiente párrafo dice que

\[ t_k = \frac{r!}{(r-k)!k!} \frac{s!}{(s-n+k)!(n-k)!}\] y ya no somos demasiado tímidos para el uso generalizado de factoriales en estas expresiones.

sin límites (se dice que debemos uso apropiado de la limitación de los valores de estas fórmulas dan $\infty / \infty$) y considera la relación $t_{k+1} / t_k$ todos los $t_k \neq 0$ y se cancela algunos factoriales utilizando la propiedad $z! = z(z-1)!$

Estoy "muy tímido" y mi pregunta sigue siendo: ¿por qué podemos hacer tal cancelación?

Para observar de cerca, nos tomamos una variedad de un ejemplo de la sección 5.7:

Considerando indefinido suma \[ \sum \binom n {-k} \delta k, \qquad n < 0 \]

Deje $t(k) = \dbinom n {-k} = \dfrac{n!}{(-k)!(n+k)!}$, tenemos \[ \frac{t(k+1)}{t(k)} = \frac{n!}{(k-1)!(n+k+1)!} \frac{(-k)!(n+k)!}{n!} = -\frac{k}{n+k+1} \]

Deje $n = -1$,$t(k+1) / t(k) = -1$$t(k) \neq 0$. Pero es malo para $k = 0$ donde$t(1) = 0$$t(0) = 1$.

A ver cómo sucede el error, vamos a resumir la $\lim$ notación:

\begin{align*} t(k+1) &= \binom n {-k-1} \\ &= \lim_{z_2 \to 0} \lim_{z_1 \to 0} \frac{(n+z_2)!}{(-k-1+z_1)!(n+k+1-z_1+z_2)!} \\ &= \lim_{z_2 \to 0} \lim_{z_1 \to 0} \frac{-k+z_1}{n+k+1-z_1+z_2} \frac{(n+z_2)!}{(-k+z_1)!(n+k-z_1+z_2)!} \\ &= \binom n {-k} \lim_{z_2 \to 0} \lim_{z_1 \to 0} \frac{-k+z_1}{n+k+1-z_1+z_2} \end{align*} Así que cuando $n = -1$$k = 0$,$\lim_{z_2 \to 0} \lim_{z_1 \to 0} (-k+z_1)/(n+k+1-z_1+z_2) = 0$$-k/(n+k+1)$.

Otro ejemplo (también desde la sección 5.5) es:

\[ \lim_{x \to -1} \frac{x!}{(x-1)!} = \lim_{x \to -1} x = -1 \] pero \[ \lim_{x \to -1} \frac{x!}{(2x)!} = -2 \] porque de $(-z)! \Gamma(z) = \pi / \sin(z\pi)$, por lo que la expresión de $(-2)! / (-1)!$ es ilegal.

Mi pregunta es: en el marco de Concreto de las Matemáticas, cómo evitar estos errores?

Muchas gracias.

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Tas Puntos 11

Si los factoriales en la expresión del límite difieren en un entero, entonces cancelar lejos.

Pero si la diferencia sólo se convierte un entero en el límite, entonces obviamente no se cancela antes de tomar el límite, por lo que no puede cancelar en todo.

La diferencia entre $x$y $2x$ es $x$ que no es un número entero hasta que se alcanza el límite de $-1$.

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