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Probar por método combinatorio que$ \frac{(2m)! \cdot (2n)!}{(m)! \cdot (n)! \cdot (m+n)!} $ es un entero

Demostrar que

$$ \dfrac{(2m)! \cdot (2n)!}{(m)! \cdot (n)! \cdot (m+n)!} $$

es un entero positivo, donde $(m,n) \in \mathbb{Z^{+}}$

Ya he solucionado el uso de Legendre de la Fórmula que establece que $$e_{p}(n)=\sum_{i=1}^{\infty} \bigg\lfloor \dfrac{n}{p^{i}} \bigg\rfloor$$

donde $e_{p}(n)$ es el exponente de un primer $p$$n!$. El problema fue suficiente para mostrar que

$$ e_{p}(2m) + e_{p}(2n) \ge e_{p}(m) + e_{p}(n) + e_{p}(m+n) $$

que puedo mostrar el uso de las propiedades de la función del suelo.


Sin embargo, estoy en busca de un enfoque combinatorio de este problema. Por ejemplo, el uso básico de la combinatoria, que puedo mostrar que el número de maneras de dividir a $A$ objetos en $k$ personas de tal forma que el $i^{th}$ persona recibe $a_{i}$ objetos es

$$ \dfrac{A!}{\displaystyle\prod_{i=1}^{k}{(a_{i})!}} = \dfrac{\left(\displaystyle\sum_{i=1}^k (a_{i})\right)!}{\displaystyle\prod_{i=1}^{k}{(a_{i})!}} $$

aquí, el conjunto de $\{a_{i}\}_{i=1}^k$ es exhaustiva, yo.e,

$ A = \displaystyle\sum_{i=1}^k a_{i} $.

Con esto puedo mostrar los siguientes números enteros

  • $ \dfrac{(2m)! \cdot (2n)!}{[(m)!]^{2} \cdot [(n)!]^{2} } $

  • $ \dfrac{(2m)! \cdot (2n)!}{(m-n)! \cdot [(n)!]^2 \cdot (m+n)!} $ ; si $m \geq n$

  • $ \dfrac{(2m)! \cdot (2n)!}{(n-m)! \cdot [(m)!]^2 \cdot (m+n)!} $ ; si $n \geq m$

Sin embargo, me parece que no puede encontrar una manera de abordar este problema con mi enfoque.

Edit: estoy pidiendo específicamente para una respuesta usando mi combinatoria enfoque como ya he solucionado el uso de la respuesta dada en la pregunta.

Cualquier ayuda será apreciada.
Gracias.

4voto

Roger Hoover Puntos 56

Sólo tenemos que demostrar que $\binom{m+n}{m}$ divide $\binom{2m}{m}\cdot\binom{2n}{n}$.

Así, podemos imaginar a tener un parlamento, con $2m$ de los miembros en el ala derecha y $2n$ de los miembros en el ala izquierda. Podemos elegir un comité con $n$ de la gente desde la banda izquierda y $m$ de la gente de la derecha en $\binom{2n}{n}\cdot\binom{2m}{m}$ maneras, entonces podemos optar $m$ de los jefes de la comisión en $\binom{m+n}{n}=\binom{m+n}{m}$ maneras.

Ahora pregúntate a ti mismo: si todas las opciones son al azar, ¿cuál es la probabilidad de que una de izquierdas o derechas miembro del parlamento será elegido jefe de la comisión?

Se puede deducir que $\binom{m+n}{n}$ tiene que ser un divisor de a $\binom{2n}{n}\cdot\binom{2m}{m}$?

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