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demostrar una identidad combinatoria (conteo doble)

¿alguien conoce un Combinatoria ¿una prueba para esta ecuación? $$\sum_{k=0}^n 2^k \binom{n}{k} \binom{n-k}{\lfloor\frac{n-k}{2}\rfloor} = \binom{2n+1}{n}$$

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paw88789 Puntos 19712

¿Qué tal esto?

En una fiesta, hay $n$ parejas, y Pat que no forma parte de una pareja. ( $2n+1$ total de personas).

Hay $n$ sillas en la fiesta. ¿Cuántas formas hay de $n$ personas a elegir para sentarse en las sillas (una persona por silla)?

Una respuesta es ${2n+1} \choose n$ formas.

Pero también puedes hacerlo con los siguientes pasos:

(i) elegir un miembro de cada uno de $k$ parejas para sentarse: ${{n}\choose{k}}\cdot 2^k$ formas de hacerlo; y luego

(ii) llenar el mayor número posible de sillas restantes con las parejas que queden completas: $\binom{n-k}{\left\lfloor\frac{n-k}{2}\right\rfloor}$ formas; y luego

(iii) Pat puede sentarse si sobra una silla.

Como $k$ recorre $0, 1, 2, ..., n$ se obtienen todos los asientos posibles, y esto corresponde al lado izquierdo de la identidad combinatoria dada.

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