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Muestran que $\prod_{k=1}^n \left(\prod_{j=1}^k\frac{k}{j}\right)$ es siempre un número entero.

Como en el título, tenemos el producto $$\prod_{k=1}^n \left(\prod_{j=1}^k\frac{k}{j}\right)$$ para que queremos mostrar que es entero para cada $n \in \mathbb{N}$ ($n > 0$).

Hasta ahora me he librado del producto interior signo, y llegado $$\prod_{k=1}^n \frac{k^k}{k!}$$ Ahora, cada una de las $a$ se produce $n + 1 - a$ veces en el denominador, por lo que también podemos escribir como $$\prod_{k=1}^n \frac{k^k}{k^{n+1-k}} = \prod_{k=1}^n \frac{k^{2k}}{k^{n+1}}=\frac{\prod_{k=1}^n k^{2k}}{\left(n!\right)^{n+1}}$$ Ahora he intentado argumentando que todo (tal vez cada prime) $p$ se produce en el denominador $a(n+1)$ veces y $2p + 4p + ...+ 2ap = pa(a+1)$ veces en el denominador, al $a=\lfloor\frac{n}{p}\rfloor$, y que, cuando se comparan estos dos, nos encontramos con que $pa(a+1) \geq a(n+1)$, ya que el $p(a+1) > n$, y que por lo tanto cada factor debe ocurrir más a menudo en el numerador que en el denominador. Sin embargo, creo que este se enfrenta a algunos problemas cuando algunos poderes de $p$ son inferiores a $n$, ya que estos también tienen que ser cancelado, pero ya son utilizados para cancelar $p$ itsself.

Por lo tanto, mi pregunta es cómo completar esta manera de demostrar la afirmación y cómo lidiar con el problema de la energía, o cómo encontrar una solución diferente.

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Jonas H. Puntos 859

Tenga en cuenta %#% $ $$\prod_{k=1}^{n} \binom{n}{k}=\prod_{k=1}^{n} \frac{n^{\underline{k}}}{k!}=\prod_{k=1}^n \frac{k^k}{k!}$ $ de #% esto sigue elemental de lo que sigue.

Nota: en este contexto, $$\prod_{k=1}^{n}n^{\underline{k}}=\prod_{k=1}^n k^k$ significa el caer factorial función. Asegúrese de no confundir con $n^{\underline{k}}$.

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peterh Puntos 1095

Su salida fue buena:

$$\prod_{k=1}^n \left(\prod_{j=1}^k\frac{k}{j}\right)$$

Primero simplemente convertir el interior de la fórmula en un cerrado uno, como tú lo hiciste.

$$\prod_{k=1}^n \frac{k^k}{k!}$$

A partir de ese punto, las cosas son más fáciles como parecen. Aquí está la fórmula más claramente, sin el producto:

$$\frac{1^1 \cdot 2^2 \cdot 3^3 \cdot ... \cdot n^n}{1! \cdot 2! \cdot ... \cdot n!}$$

Podemos convertir también el autor de la propuesta para un factorial expresión:

$1^1 \cdot 2^2 \cdot 3^3 \cdot ... \cdot n^n = \frac{n!}{1!} \cdot \frac{n!}{2!} \cdot ... \cdot \frac{n!}{n!}$

El resultado es la fórmula:

$\frac{\frac{n!}{1!} \cdot \frac{n!}{2!} \cdot ... \cdot \frac{n!}{n!}}{1! \cdot 2! \cdot ... \cdot n!}$

A partir de ese punto, usted puede ver fácilmente que aquí son el producto de la binomial constantes:

$\frac{\frac{n!}{1!} \cdot \frac{n!}{2!} \cdot ... \cdot \frac{n!}{n!}}{n! \cdot (n-1)! \cdot ... \cdot 1!}$

$\frac{n!}{1! \cdot n!} \cdot \frac{n!}{2! \cdot (n-1)!} \cdot ... \cdot \frac{n!}{n! \cdot 1!}$

Q. E. D.

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