Supongamos que buscamos para recoger información sobre las
$$\sum_{j=-\lfloor n/p\rfloor}^{\lfloor n/p\rfloor}
(-1)^j {2n\elegir n-pj}.$$
Vamos a construir una generación de la función en $n$ $p\ge 1$ fijo.
Presentamos
$${2n\elegir n-pj} =
\frac{1}{2\pi i}
\int_{|z|=\epsilon}
\frac{1}{z^{n-pj+1}} (1+z)^{2n}
\; dz.$$
Ahora como vamos a examinar esta integral, vemos de inmediato que se desvanece si
$j\gt \lfloor n/p\rfloor$ (pole en cero desaparece). Por otro lado, cuando
$j\lt -\lfloor n/p\rfloor$ tenemos que $[z^{n-pj}] (1+z)^{2n} = 0$, por lo que
este se desvanece así. Por tanto, con esta integral en lugar podemos dejar
$j$ $-n$ hasta el infinito y obtener
$$\frac{1}{2\pi i}
\int_{|z|=\epsilon}
\frac{1}{z^{n+1}} (1+z)^{2n}
\sum_{j=-n}^\infty (-1)^j z^{pj}
\; dz
\\ = \frac{1}{2\pi i}
\int_{|z|=\epsilon}
\frac{1}{z^{n+1}} (1+z)^{2n}
\sum_{j=0}^\infty (-1)^{j-n} z^{pj-pn}
\; dz
\\ = \frac{(-1)^n}{2\pi i}
\int_{|z|=\epsilon}
\frac{1}{z^{(p+1)n+1}} (1+z)^{2n}
\frac{1}{1+z^p}
\; dz.$$
Tenemos cero para el residuo en el infinito, como puede verse en
$$\mathrm{Res}_{z=\infty} \frac{1}{z^{(p+1)n+1}} (1+z)^{2n}
\frac{1}{1+z^p}
\\ = -\mathrm{Res}_{z=0} \frac{1}{z^2} z^{(p+1)n+1}
\frac{(1+z)^{2n}}{z^{2n}} \frac{z^p}{1+z^p}
\\ = -\mathrm{Res}_{z=0} z^{(p-1)(n+1)}
(1+z)^{2n} \frac{1}{1+z^p} = 0.$$
Con los residuos de añadir a cero y la introducción de $\rho_k = \exp(\pi i/p +
2\pi i k/p)$ de este modo, obtener
$$-\sum_{k=0}^{p-1} (-1)^n \frac{1}{\rho_k^{(p+1)n+1}} (1+\rho_k)^{2n}
\frac{1}{p\rho_k^{p-1}}
= \frac{1}{p} \sum_{k=0}^{p-1}
(-1)^n \frac{1}{\rho_k^{pn+n}} (1+\rho_k)^{2n}
\\ = \frac{1}{p}
\sum_{k=0}^{p-1} \left(\frac{1}{\rho_k} + 2 + \rho_k\right)^n.$$
En este punto, se puede calcular una generación de función usando el hecho de que
$$\sum_{q\ge 0} \rho^q z^q = \frac{1}{1-\rho z}
= -\frac{1}{\rho} \frac{1}{z-1/\rho}$$
y obtenemos como un primer intento de
$$G_p(z) = \frac{1}{p} \sum_{k=0}^{p-1}
\frac{1}{1-2(1+\cos(\pi/p + 2\pi k/p))z}.$$
Observar que esto representa correctamente la cancelación de la pole en
$z=-1$ al $p$ es impar, contribuyendo a cero al $n\ge 1$ $1/p$
de lo contrario. Además tenga en cuenta que con $\rho_k = \exp((2k+1)\pi i/p)$
tenemos
$$\frac{1}{\rho_{p-1-k}} =
\exp(-(2(p-1-k)+1)\pi i/p) = \exp((2(k+1-p)-1)\pi i/p)
\\ = \exp((2(k+1)-1)\pi i/p - 2\pi i) = \exp((2k+1)\pi i/p) = \rho_k$$
de modo que los polos vienen en pares con ningún polo en $-1$ al $p$ es
impar. Por lo tanto, el conjunto de polos generados por esta suma corresponde a
el primer $(p-1)/2$ polos al $p$ es impar y la primera $p/2$ al $p$
es incluso. Unir estos dos conseguimos que el grado del denominador de una vez
la suma se calcula el ser $\lfloor p/2\rfloor.$
Esta primera fórmula nos permite calcular algunos de estos, como para
$p=8$ obtenemos (sin número complejo álgebra necesaria, la trigonometría básica
solamente)
$$G_8(z) = \frac{1 - 6 z + 10 z^2 - 4 z^3}
{1 - 8 z + 20 z^2 - 16 z^3 + 2 z^4}.$$
Mirando los coeficientes encontramos por el denominador OEIS
A034807 y para el numerador OEIS
A011973 que nos señalan tres tipos de
polinomios, Fibonacci polinomios, Dickson polinomios y Lucas
polinomios. Con estos datos podemos decir que una conjeturapara
la forma cerrada de la generación de la función, que es
$$\bbox[5px,border:2px solid #00A000]{
G_p(z) =
\left(\sum_{q=0}^{\lfloor p/2\rfloor}
\frac{p}{p-q} {p-q\elegir q} (-1)^q z^q\ \ derecho)^{-1}
\sum_{q=0}^{\lfloor (p-1)/2\rfloor} {p-1-p\elegir q} (-1)^q z^q.}$$
Para verificar esto, se debe mostrar que los polos están en
$$\left(\frac{1}{\rho_k} + 2 + \rho_k\right)^{-1}
\quad\text{con residuos}\quad
-\frac{2}{p} \left(\frac{1}{\rho_k} + 2 + \rho_k\right)^{-1}$$
donde el factor dos aparece porque los polos se han emparejado.
Por lo tanto, requieren de la generación de las funciones de los polinomios que
aparecen en $G_p(z).$ Llamada el numerador $A_p(z)$ y el denominador
$B_p(z).$ En primer lugar, calcular la auxiliar de generación de función
$$Q_1(t, z) = \sum_{p\ge 0} t^p
\sum_{q=0}^{\lfloor p/2\rfloor} {p-q\elegir q} (-1)^q z^q
= \sum_{q\ge 0} (-1)^q z^q
\sum_{p\ge 2t} {p-q\elegir q} t^p
\\ = \sum_{q\ge 0} (-1)^q z^q t^{t2}
\sum_{p\ge 0} {p+q\elegir q} t^p
= \sum_{q\ge 0} (-1)^q z^q t^{t2} \frac{1}{(1-t)^{q+1}}
\\ = \frac{1}{1-t} \frac{1}{1+zt^2/(1-t)}
= \frac{1}{1-t+zt^2}.$$
Luego tenemos la $A(t, z) = t Q_1(t, z).$ $p/(p-q) = 1 + q/(p-q)$
obtener dos piezas para $B(t, z)$, la primera es $Q_1(t, z)$ y el segundo
es
$$Q_2(t, z) = \sum_{p\ge 0} t^p
\sum_{q=1}^{\lfloor p/2\rfloor} {p-1-p\elegir q-1} (-1)^q z^q
= \sum_{q\ge 1} (-1)^q z^q
\sum_{p\ge 2t} {p-1-p\elegir q-1} t^p
\\ = \sum_{q\ge 1} (-1)^q z^q t^{t2}
\sum_{p\ge 0} {p+q-1\elegir q-1} t^p
= \sum_{q\ge 1} (-1)^q z^q t^{t2}
\frac{1}{(1-t)^p}
\\ = -\frac{zt^2/(1-t)}{1+zt^2/(1-t)}
= -\frac{zt^2}{1-t+zt^2}$$
y por lo tanto, tenemos $B(t, z) = Q_1(t, z) + Q_2(t, z).$
Esto da lugar a la forma cerrada
$$\bbox[5px,border:2px solid #00A000]{\large
G_p(z) = \frac{[l^{p}] \frac{t}{1-t+zt^2}}
{[t^p] \frac{1-zt^2}{1-t+zt^2}}.}$$
Ahora la introducción de (nos encontramos con una desplazado a la generación de la función de la catalana
los números)
$$\alpha(z) = \frac{1+\sqrt{1-4z}}{2}
\quad\text{y}\quad
\beta(z) = \frac{1-\sqrt{1-4z}}{2}$$
tenemos una relación que es análoga a la que existe entre Fibonacci y
Lucas polinomios, es decir,
$$\bbox[5px,border:2px solid #00A000]{
A_p(z) = \frac{1}{\alpha(z)-\beta(z)}
(\alpha(z)^p - \beta(z)^p)
\quad\text{y}\quad
B_p(z) = \alpha(z)^p + \beta(z)^p.}$$
Ahora podemos comprobar que $B_p(z) = 0$$z$, un valor de la reivindicada
los polos. El uso de $1/(1/\rho_k+2+\rho_k) = \rho_k/(1+\rho_k)^2$
($\rho_k=-1$ no está incluido aquí) nos encontramos con
$$\alpha(z) = \frac{1+\sqrt{1-4\rho_k/(1+\rho_k)^2}}{2}
= \frac{1+(1-\rho_k)/(1+\rho_k)}{2} = \frac{1}{1+\rho_k}$$
y del mismo modo
$$\beta(z) = \frac{\rho_k}{1+\rho_k}.$$
Elevar a la potencia de $p$ encontramos
$$\alpha(z)^p + \beta(z)^p = \frac{1^p + \rho_k^p}{(1+\rho_k)^p}
= \frac{1-1}{(1+\rho_k)^p} = 0.$$
Hemos localizado $\lfloor p/2\rfloor$ distintos ceros aquí lo que significa
dado el grado de $B_p(z)$ los polos son todas simples. Esto significa que
puede evaluar el residuo mediante el establecimiento $z=\rho_k/(1+\rho_k)^2$ en
(diferenciar el denominador)
$$\frac{1}{p} \left(\sum_{q=0}^{\lfloor p/2\rfloor}
\frac{1}{p-q} {p-q\elegir q} (-1)^p q z^{p-1}\right)^{-1}
\sum_{q=0}^{\lfloor (p-1)/2\rfloor} {p-1-p\elegir q} (-1)^q z^p$$
que es
$$\frac{z}{p} \left(\sum_{q=1}^{\lfloor p/2\rfloor}
{p-1-p\elegir q-1} (-1)^q z^{q}\right)^{-1}
\sum_{q=0}^{\lfloor (p-1)/2\rfloor} {p-1-p\elegir q} (-1)^q z^p$$
El numerador es $A_p(z)$ y obtenemos
$$\frac{1+\rho_k}{1-\rho_k} \frac{2}{(1+\rho_k)^p}
= \frac{2}{(1-\rho_k)(1+\rho_k)^{p-1}}.$$
El denominador es $[t^p] Q_2(t, z)$ que es
$$[t^p] \frac{-zt^2}{1-t+zt^2} =
[t^p] \frac{1-zt^2}{1-t+zt^2} - [t^p] \frac{1}{1-t+zt^2}
\\ = [t^p] \frac{1-zt^2}{1-t+zt^2}
- [t^{p+1}] \frac{t}{1-t+zt^2} = B_p(z) - A_{p+1}(z) = -A_{p+1}(z).$$
Tenemos
$$- \frac{1+\rho_k}{1-\rho_k}
\frac{1^{p+1}-\rho_k^{p+1}}{(1+\rho_k)^{p+1}}
= -\frac{(1+\rho_k)^2}{(1-\rho_k)(1+\rho_k)^{p+1}}
= -\frac{1}{(1-\rho_k)(1+\rho_k)^{p-1}}.$$
Uniendo el numerador y el denominador y se multiplica por $z/p$ finalmente
produce
$$ \frac{1}{p} \left(\frac{1}{\rho_k} + 2 + \rho_k\right)^{-1}
\frac{2/(1-\rho_k)/(1+\rho_k)^{p-1}}
{-1/(1-\rho_k)/(1+\rho_k)^{p-1}}
= -\frac{2}{p} \left(\frac{1}{\rho_k} + 2 + \rho_k\right)^{-1}$$
como se reivindica. Hemos demostrado que la fórmula de la Egorychev método
los partidos de la conjetura forma en términos de una cierta clase de
polinomios que están relacionados con Fibonacci y Lucas polinomios como
así como los números de catalán.