Cómo demostrar que [matemáticas] \ sum_ {i = 0} ^ n \ binom {n} {i} ^ 2 = \ binom {2n} {n} [/ matemáticas]

No sé mucho cómo usar LATEX, así que ignore algún error

tómalo como una pista

paso 1 —- SUM ((nCr) ^ 2) es solo la suma de los coeficientes de x ^ n en la expansión de (1 + x) ^ n en (1 + x) ^ n que es (1 + x) ^ 2n

paso 2. —es decir, simplemente 2n Cn = coeficiente de x ^ n en la expansión de (1 + x) ^ 2n.

primer paso. es muy breve déjenme tratar de explicarlo en detalle, dije que la suma del coeficiente de x ^ n implica que el coeficiente de la forma – x ^ nx ^ 0, x ^ n-1 .x ^ 1, x ^ n-2. x ^ 2 ……. x ^ 2.x ^ n-2, x ^ 1.x ^ n-1, x ^ 0.x ^ n

arriba estamos hablando del coeficiente de x ^ n.

Ahora la pregunta es, ¿cuál es (nCr) ^ 2 coeficiente de x ^ r en (1 + x) ^ n es nCr y podemos escribir nCr como nCn-r, escribiéndolo nCr en una expansión y nCn-r en otra expansión de (1 + x) ^ n. (1 + x) ^ n respectivamente obtenemos la solución explicada.

Por favor piense cuidadosamente.

Gracias 🙂

Piense en los 2n objetos como n hombres yn mujeres. El lado derecho cuenta la cantidad de formas de elegir n personas de este grupo.

De los n hombres y n mujeres, puedes tomar

0 hombres, n mujeres

1 hombre, n-1 mujeres

2 hombres, n-2 mujeres

o

n hombres, 0 mujeres.

El número de formas de elegir k hombres de n hombres es C (n, k), y el número de formas de elegir nk mujeres de n mujeres es C (n, nk).

Por lo tanto, la cantidad de formas de elegir k hombres de n hombres y nk mujeres de n mujeres es:

C (n, k) * C (n, nk).

Entonces, la cantidad de formas de elegir n personas de n hombres y n mujeres es igual a:

C (n, 0) * C (n, n) + C (n, 1) * C (n, n-1) +… + C (n, n) * C (n, 0).

Finalmente, es bastante fácil ver que C (n, k) = C (nk), por lo que la última suma es:

C (n, 0) ^ 2 + C (n, 1) ^ 2 +… + C (n, n) ^ 2

Aquí hay una prueba combinatoria.

El lado derecho es el número de formas de seleccionar n objetos de 2n objetos, es decir

[matemáticas] \ binom {2n} {n} [/ matemáticas]

Si me vuelvo creativo, puedo dividir mi pila de objetos [matemáticos] 2n [/ matemáticos] en 2 pilas de n objetos. Llamémoslos pila A y pila B. Ahora quiero seleccionar n objetos de la pila A y la pila B. Para poder seleccionar

0 objetos de la pila A yn objetos de la pila B en [math] \ binom {n} {0} * \ binom {n} {n} [/ math] formas. Pero [matemáticas] \ binom {n} {n} = \ binom {n} {nn} = \ binom {n} {0} [/ matemáticas]

Por lo tanto, tengo [matemáticas] {\ binom {n} {0}} ^ 2 [/ matemáticas] formas de seleccionar 0 de la pila A yn de la pila B

O podría elegir 1 de la pila A y n-1 de la pila B en [matemáticas] {\ binom {n} {1}} ^ 2 [/ matemáticas] formas

O podría elegir i de la pila A y ni de la pila B en [matemáticas] {\ binom {n} {i}} ^ 2 [/ matemáticas] formas

… todo el camino hasta

elegir n de la pila A y 0 de la pila B en [matemáticas] {\ binom {n} {n}} ^ 2 [/ matemáticas] formas.

Por lo tanto, en el segundo esquema tengo [matemáticas] \ sum_ {i = 0} ^ {n} {\ binom {n} {i}} ^ 2 [/ matemáticas] formas de elegir n objetos de 2n objetos, que es la izquierda lado.