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Suma extraña en la teoría de matrices

Estaba haciendo algo de teoría de matrices cuando apareció una extraña suma.

Ejercicio: Supongamos que $N$ es una matriz nilpotente de índice $n$. Demuestra que la ecuación $$X^2 = I + N$$ tiene una solución $$ X = \sum_{k=0}^{n-1} {\frac{1}{2}\choose{k}} N^k.$$

Hubo una pista para este ejercicio:

Porque $(1+x)^{\alpha} = \sum_{k=1}^{\infty} {\alpha\choose{k}} x^k$ para $|x|<1$ la función $f(x)=(1+x)^{1/2}$ está definida en $A$ si los autovalores de $A$ satisfacen $|\lambda_i| < 1$ además de que $f(A)^2 = I + A$. Esto definitivamente funciona para $A=N$

La extraña suma es esta $(1+x)^{\alpha} = \sum_{k=1}^{\infty} {\alpha\choose{k}} x^k$ Nunca he visto esta antes. Se ve familiar a la expansión binomial. ¿No puedo entender de dónde viene esta suma? Normalmente es $(1+x)^{n} = \sum_{k=1}^{n} {n\choose{k}} x^k$

¿De dónde viene esta suma? ¿Qué sucede cuando $k>\alpha$?

Ten en cuenta que no he estudiado teoría de integración.

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Jukka Dahlbom Puntos 1219

Hay varias formas de pensar en esta suma. La más fácil (en mi opinión) es decir que simplemente estamos usando la serie de Taylor para la función $\sqrt{1 + x}$ centrada en $x = 0$.

En general, $\binom{\alpha}k$ es el coeficiente de $x^k$ en la expansión en serie de potencias de $(1+x)^\alpha$. Para una fórmula real, consulta esta página.

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