¿Qué significa [matemáticas] \ sum_ {n_ {60} = 0} ^ 2 \ sum_ {n_ {59} = 0} ^ {n_ {60}} \ dots \ sum_ {n_2 = 0} ^ {n_3} \ sum_ { n_1 = 0} ^ {n_2} \ sum_ {n_0 = 0} ^ {n_1} 1 [/ math] esto incluso dice?

Cada sigma mayúscula representa una suma. Has anidado las sumas de tal manera que harás una gran suma que implica el número 1.

Comenzamos dejando [math] n_ {60} = 0 [/ math]. Eso obliga a que cada índice también sea 0, lo que significa que solo tenemos un 1 en nuestra suma hasta ahora.

Luego dejamos [math] n_ {60} = 1 [/ math]. Ahora, cuando el siguiente índice es 0, tenemos solo uno más 1. Pero cuando es 1, consideramos el siguiente índice: cuando es 0, agregamos solo uno más 1; cuando es 1, considere el índice después de eso. Este comportamiento se repite hasta llegar al índice final. Son 60 índices (0 a 59) que podrían ser el primer índice en 0 más la posibilidad de que todos los índices sean 1, por lo que en total para [matemáticas] n_ {60} = 1 [/ matemáticas] tenemos 61 más 1s en nuestra suma, haciendo 62 total 1s en nuestra suma hasta ahora.

Finalmente [math] n_ {60} = 2 [/ math] es, con mucho, el caso más complicado. Dentro de él, puede ver cuando obtenemos [math] n_ {59} = 1 [/ math] luego obtenemos algo similar al párrafo anterior, excepto con 1 menos 1 (lo que significa 60 1s en lugar de 61 1s). Pero recuerde que todavía encontramos [math] n_ {59} = 0 [/ math] antes de eso, así que digamos 61 1s en total cuando nuestro primer índice [math] n_ {60} [/ math] es 2 y nuestro segundo índice es no 2.

Observe una mejor manera en que ahora tenemos que romper esto. Cuando el primer índice no es 2, tenemos 62 1s en la suma. Cuando el primer índice es 2 pero el segundo índice no es 2, tenemos 61 1s en la suma. Usando una lógica similar a lo que hemos hecho hasta ahora, debería poder determinar que cuando el primer y el segundo índice son 2 pero el tercer índice no es 2, tenemos 60 1s en la suma.

Tenemos un total de 61 índices, por lo que son 61 lugares donde podría aparecer el primer índice que no es igual a 2. Por lo tanto, tendremos una suma de 62 1s, seguida de una suma de 61 1s, seguida de una suma de 60 1s, y así sucesivamente hasta que finalmente una suma de solo 2 1s. Hay 1 final 1 si resulta que todos los índices son iguales a 2.

Entonces, ¿qué sucede cuando sumamos todas estas sumas? Obtenemos la suma de todos los enteros positivos del 1 al 62, que podemos calcular a la mitad de 62 veces 63 usando la conocida fórmula [matemáticas] S (n) = n (n + 1) / 2 [/ matemáticas].

El resultado es el número 1953 .

Este número es lo suficientemente pequeño como para que, incluso si no entendiera cómo dividir la suma de una manera matemáticamente agradable, pudiera escribir un programa de computadora simple para llegar rápidamente a la respuesta.

Dato curioso: cualquier suma anidada similar a la que escribió podría encontrarse en el Triángulo de Pascal, ya que es esencialmente un coeficiente binomial, una serie de combinaciones de r objetos de un conjunto de n objetos.

Pero estoy en el móvil, y sería una molestia escribir toda la notación sigma para demostrar ese punto y mostrar la simetría que existe entre el número de sumas y el valor máximo del primer índice para todas las sumas, así que lo haré termínalo aquí.

Bueno, veamos lo primero.

[matemáticas] \ sum_ {n_0 = 0} ^ {n_1} 1 [/ matemáticas]

Simplemente significa que tomamos la suma de 1, para un total de [matemática] n_1 – n_0 + 1 = n_1 + 1 [/ matemática] términos. Entonces esa suma total [matemática] 1 (n_1 – n_0 + 1) = n_1 + 1 [/ matemática].

El siguiente término es entonces

[matemáticas] \ sum_ {n_1 = 0} ^ {n_2} (n_1 + 1) = (0 + 1) + (1 + 1) + (2 + 1) +… + (n_2 + 1) [/ matemáticas]

Tenga en cuenta que esto es ligeramente diferente del primer caso. En el primer caso sumamos más de 1, y el índice solo existía para decirnos con qué frecuencia teníamos que sumar. Ahora los términos que sumamos cambiarán con el índice [math] n_1 [/ math].

Puede obtener una expresión cerrada para el lado derecho. Si lo divides en

[matemáticas] \ sum_ {n_1 = 0} ^ {n_2} n_1 + \ sum_ {n_1 = 0} ^ {n_2} 1 [/ matemáticas]

La primera suma es igual a: [matemáticas] \ frac {n_2 (n_2 + 1)} {2} [/ matemáticas] y la segunda es igual a la primera suma que hicimos, simplemente es igual a [matemáticas] (n_2 – n_1 + 1) = n_2 + 1 [/ matemáticas].

Lo que hace que la tercera suma sea:

[matemáticas] \ frac {1} {2} n_2 ^ 2 + \ frac {3} {2} n_2 + 1 [/ matemáticas]

Luego puede conectar esto a la suma de [math] n_2 = 0 [/ math] a [math] n_3 [/ math].

Como habrás notado, cada vez que realizas una suma, el poder del polinomio aumenta en uno. Comenzó con un grado cero (solo 1), luego obtuvo el primer grado después de hacer la primera suma. La segunda suma nos dio un polinomio cuadrático, y esto continuará. Si la suma final tuviera algún límite superior arbitrario [matemáticas] n_ {61} [/ matemáticas], entonces tendría un polinomio de 61º grado. Pero como [math] n_ {61} = 2 [/ math], en realidad obtendrás un número.

Simplemente tenga en cuenta que la Regla de palo de hockey de Pascal [1] dice, para [matemáticas] N, n, r \ in \ mathbb {N} \ cup \ {0 \} [/ matemáticas],

[matemáticas] \ displaystyle {\ sum_ {n = r} ^ {N} \ binom {n} {r} = \ binom {N + 1} {r + 1} \ tag {Regla de palo de hockey de Pascal}} [/ matemáticas ]

Para que podamos escribir

[matemáticas] \ displaystyle {1 = \ binom {n_0} {0} \ tag * {}} [/ matemáticas]

y nuestra suma está dada por

[matemáticas] \ displaystyle {\ sum_ {n_ {60} = 0} ^ {2} \ sum_ {n_ {59} = 0} ^ {n_ {60}} \ cdots \ sum_ {n_ {2} = 0} ^ {n_ {3}} \ sum_ {n_ {1} = 0} ^ {n_ {2}} \ sum_ {n_ {0} = 0} ^ {n_ {1}} \ binom {n_0} {0} \ tag *{}}[/matemáticas]

Podemos reducir esto con la regla del palo de hockey repetidamente

[matemáticas] \ displaystyle {\ sum_ {n_ {60} = 0} ^ {2} \ sum_ {n_ {59} = 0} ^ {n_ {60}} \ cdots \ sum_ {n_ {2} = 0} ^ {n_ {3}} \ sum_ {n_ {1} = 0} ^ {n_ {2}} \ binom {n_1 + 1} {1} \ tag * {}} [/ math]

[matemáticas] \ displaystyle {\ sum_ {n_ {60} = 0} ^ {2} \ sum_ {n_ {59} = 0} ^ {n_ {60}} \ cdots \ sum_ {n_ {2} = 0} ^ {n_ {3}} \ binom {n_2 + 2} {2} \ tag * {}} [/ math]

[matemáticas] \ displaystyle {\ sum_ {n_ {60} = 0} ^ {2} \ sum_ {n_ {59} = 0} ^ {n_ {60}} \ cdots \ sum_ {n_3 = 0} ^ {n_4} \ binom {n_3 + 3} {3} \ tag * {}} [/ math]

[matemáticas] \ vdots \ tag * {} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ displaystyle {\ sum_ {n_ {60} = 0} ^ {2} \ sum_ {n_ {59} = 0} ^ {n_ {60}} \ binom {n_ {59} +59} {59} \ tag * {}} [/ math]

[matemáticas] \ displaystyle {\ sum_ {n_ {60} = 0} ^ {2} \ binom {n_ {60} +60} {60} \ tag * {}} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ displaystyle {\ bbox [# FFA, 20px] {\ binom {3 + 60} {61} = \ binom {63} {2} = \ frac {63 \ cdot 62} {2} = 1953} \ etiqueta {Respuesta}} [/ math]

y hemos terminado 🙂

Notas al pie

[1] Identidad del palo de hockey – Wikipedia

[matemáticas] \ displaystyle \ sum_ {n_ {60} = 0} ^ 2 \ sum_ {n_ {59} = 0} ^ {n_ {60}} \ dots \ sum_ {n_2 = 0} ^ {n_3} \ sum_ { n_1 = 0} ^ {n_2} \ sum_ {n_0 = 0} ^ {n_1} 1 [/ matemática]

Dice que.

Editar: ahora que estoy en casa, puedo ver que no es una pregunta sobre [matemáticas] \ LaTeX [/ matemáticas], sino una pregunta matemática.

Si está familiarizado con la programación de computadoras y el concepto de bucles anidados, entonces esto será bastante sencillo.

Imagina que los signos [math] \ sum [/ math] representan para bucles. El bit en la parte inferior de [math] \ sum [/ math] es la inicialización de una variable entera, y el bit en la parte superior es el valor más alto al que puede llegar esa variable antes de que finalice el ciclo. Los únicos otros cambios que tendrían que hacerse para convertirlo en un código de computadora es hacer que otra variable se inicialice a 0 al comienzo, llamémosla b. Dentro del bucle for más interno, donde se encuentra el 1, solo necesitaría poner b = b + 1.

Después de la terminación de los 61 bucles for, el valor de b sería la respuesta.

Si NO está familiarizado con los bucles for, entonces esto podría ser más difícil de explicar porque no sé qué información tiene.

Primero, repasaré los conceptos básicos de la notación de suma.

[matemáticas] \ sum_ {n_0 = 0} ^ 2 1 [/ matemáticas]

Cuando usa una suma, debe tener una variable para representar en qué paso de la suma se encuentra. En este ejemplo, esa variable es [matemática] n_0 [/ matemática].

Esa variable comienza en 0. Debe observar los términos para cada valor de [math] n_0 [/ math] hasta llegar al número en la parte superior, en este caso, que es 2.

Por lo tanto, debemos mirar los términos para [matemáticas] n_0 = 0 [/ matemáticas], [matemáticas] n_0 = 1 [/ matemáticas] y [matemáticas] n_0 = 2 [/ matemáticas].

El bit a la derecha de la sigma mayúscula es el valor de todos esos términos. En este caso, cada término tiene un valor de 1. Usted determina todos esos términos y luego los suma. El término [matemático] n_0 = 0 [/ matemático] es 1, el término [matemático] n_0 = 1 [/ matemático] es 1 y el término [matemático] n_0 = 2 [/ matemático] es 1. Agregamos esos 3 arriba.

[matemáticas] 1 + 1 + 1 = 3 [/ matemáticas]

Esa es la respuesta a este problema de ejemplo.

Ahora agregaré un paso de complejidad.

[matemáticas] \ sum_ {n_1 = 0} ^ 2 \ sum_ {n_0 = 0} ^ {n_1} 1 [/ matemáticas]

Ahora tenemos 2 sumas y 2 variables.

Comenzamos con la primera suma. [math] n_1 [/ math] puede tomar 3 valores, 0, 1 y 2.

El valor cuando [math] n_1 = 0 [/ math] es [math] \ sum_ {n_0 = 0} ^ 0 1 [/ math]

El valor cuando [math] n_1 = 1 [/ math] es [math] \ sum_ {n_0 = 0} ^ 1 1 [/ math]

El valor cuando [math] n_1 = 2 [/ math] es [math] \ sum_ {n_0 = 0} ^ 2 1 [/ math]

Esas son las 3 cosas que tenemos que sumar. Hasta ahora eso nos da esto:

[matemáticas] \ left (\ sum_ {n_0 = 0} ^ 0 1 \ right) + \ left (\ sum_ {n_0 = 0} ^ 1 1 \ right) + \ left (\ sum_ {n_0 = 0} ^ 2 1 \ right) [/ math]

Esto puede parecer más complicado, pero ya no tenemos sumas apiladas o anidadas, cada suma es su propia cosa individual.

Ahora tenemos que encontrar los valores de esas 3 sumas.

[matemáticas] \ sum_ {n_0 = 0} ^ 0 1 [/ matemáticas]

Para esta suma, [math] n_0 [/ math] solo puede tener 1 valor, 0. Eso significa que es solo 1 sin otros términos para agregar.

[matemáticas] \ sum_ {n_0 = 0} ^ 1 1 [/ matemáticas]

Para esta suma, [math] n_0 [/ math] puede tener 2 valores, 0 y 1. Para cada uno de esos valores de [math] n_0 [/ math], el término que estamos agregando es 1. Eso nos da:

[matemáticas] 1 + 1 = 2 [/ matemáticas]

[matemáticas] \ sum_ {n_0 = 0} ^ 1 1 [/ matemáticas]

Para esta suma, [math] n_0 [/ math] puede tener 3 valores: 0, 1 y 2. Para cada uno de esos valores de [math] n_0 [/ math], el término que estamos agregando es 1. Eso nos da :

[matemáticas] 1 + 1 + 1 = 3 [/ matemáticas]

Recuerde que estamos tratando de encontrar esto:

[matemáticas] \ sum_ {n_1 = 0} ^ 2 \ sum_ {n_0 = 0} ^ {n_1} 1 = \ left (\ sum_ {n_0 = 0} ^ 0 1 \ right) + \ left (\ sum_ {n_0 = 0} ^ 1 1 \ right) + \ left (\ sum_ {n_0 = 0} ^ 2 1 \ right) [/ math]

Podemos simplemente conectar esos valores ahora.
[matemáticas] \ sum_ {n_1 = 0} ^ 2 \ sum_ {n_0 = 0} ^ {n_1} 1 = 1 + 2 + 3 = 6 [/ matemáticas]

Daré un paso más, espero que esto sea suficiente para que puedas resolver el resto por tu cuenta con suficiente tiempo:

[matemáticas] \ sum_ {n_2 = 0} ^ {2} \ sum_ {n_1 = 0} ^ {n_2} \ sum_ {n_0 = 0} ^ {n_1} 1 [/ matemáticas]

Esta es una suma triple. Nuevamente, primero queremos examinar la primera suma. [math] n_2 [/ math] puede tomar 3 valores: 0, 1 o 2. Necesitamos sumar los contenidos para cada uno de ellos.

[matemáticas] \ sum_ {n_2 = 0} ^ {2} \ sum_ {n_1 = 0} ^ {n_2} \ sum_ {n_0 = 0} ^ {n_1} 1 [/ matemáticas]

[matemáticas] \ left (\ sum_ {n_1 = 0} ^ {0} \ sum_ {n_0 = 0} ^ {n_1} 1 \ right) + \ left (\ sum_ {n_1 = 0} ^ {1} \ sum_ { n_0 = 0} ^ {n_1} 1 \ right) + \ left (\ sum_ {n_1 = 0} ^ {2} \ sum_ {n_0 = 0} ^ {n_1} 1 \ right) [/ math]

El tercero fue lo que calculé en el ejemplo anterior, por lo que solo necesito calcular los primeros 2.

[matemáticas] \ left (\ sum_ {n_0 = 0} ^ 0 1 \ right) + \ left (\ left (\ sum_ {n_0 = 0} ^ 0 1 \ right) + \ left (\ sum_ {n_0 = 0} ^ 1 1 \ derecha) \ derecha) + 6 [/ matemáticas]

Recuerde, pude conectar 6 porque ya lo había calculado.

[matemáticas] (1) + ((1) + (2)) + 6 [/ matemáticas]

[matemáticas] 1 + 3 + 6 [/ matemáticas]

[matemáticas] 10 [/ matemáticas]

Eso significa:

[matemáticas] \ sum_ {n_2 = 0} ^ {2} \ sum_ {n_1 = 0} ^ {n_2} \ sum_ {n_0 = 0} ^ {n_1} 1 = 10 [/ matemáticas]

Si pudieras entender eso, entonces podrías ir todo el camino con fuerza bruta. Honestamente, escribir un programa de computadora sería la mejor manera de obtener esta respuesta, debido al hecho de que, en esencia, es un montón de bucles anidados como mencioné al principio.

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