Wie kan man diese beiden binomial cofficient addieren ?

Aufrufe: 1015     Aktiv: 23.12.2020 um 19:08

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wie kann man diese beide bionimical koeffizienten addieren

also das ergebnis ist:

das ist die Aufgabe :

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Schreibe die Definitionen der Binomialkoeffizienten mittel der Fakultäten auf. Dann erweitere den ersten Term mit m+1 und den zweiten mit n+1. Dann auf den Hauptnenner bringen. Im Nenner steht dann (m+1)! (n+1)! und im Zähler (Ausklammer von (n+m+1)! steht dann (n+m+2) (n+m+1)! was (n+m+2)! ist.

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Lehrer/Professor, Punkte: 6.14K

 

nachdem ich ersten Term aufschreibe ist im zähler (n+m+1)! und im nenner (m)!(n+1)! und im 2 Term im Zähler (n+m+1)! und im Nenner (m+1)!(n!) deshalb um auf gemeinsamen Nenner bringen zu können muss man den ersten Term mit (m+1)! und n! multplizieren und 2 term den Bruch mit (m+1)!(n)! multipl. ,aber du hast gesagt den ersten term mit (m+1)! nur   ─   adamk 22.12.2020 um 23:30

Es reicht aus im linken Bruch mit (m+1) und im rechten mit (n+1) zu erweitern. Durch die Definition der Fakultät wird aus n!(n+1)=(n+1)! sowie aus m!(m+1)=(m+1)! .... Damit sind deine beiden Nenner gleich und kannst auf einen Bruch zusammenfassen.   ─   maqu 22.12.2020 um 23:35

Leider scheint diese Antwort Unstimmigkeiten zu enthalten und muss korrigiert werden. Professorrs wurde bereits informiert.
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Falls \(n,m\in \mathbb{N}\) seien sollten (was ich annehme), dann kannst du das über die Definition des Binomialkoeffizienten beweisen. Es gilt für \(n,k\in \mathbb{N}\) mit \(k\leq n\):

\(\binom{n}{k}=\dfrac{n!}{k!\cdot (n-k)!}\)

Ich denke es ist klar, dass \(n!=1\cdot 2 \cdot \ldots \cdot n\) die Fakultät von \(n\) ist.

Nun gilt für deine Summe von Binomialkoeffizienten:

\(\binom{n+m+1}{m} +\binom{n+m+1}{m+1} =\dfrac{(n+m+1)!}{m!(n+1)!} +\dfrac{(n+m+1)!}{(m+1)!n!}=\dfrac{(m+1)(n+m+1)!}{(m+1)m!(n+1)!} +\dfrac{(n+1)(n+m+1)!}{(m+1)!n!(n+1)}=\dfrac{(m+1)(n+m+1)!+(n+1)(n+m+1)!}{(m+1)!(n+1)!}=\dfrac{(m+1+n+1)(n+m+1)!}{(m+1)!(n+1)!}=\dfrac{(n+m+2)!}{(m+1)!(n+1)!} =\binom{n+m+2}{m+1}\)

Allgemein kann für \(\alpha \in \mathbb{R}\) und \(n\in \mathbb{N}\) mittels vollständiger Induktion gezeigt werden, dass \(\binom{\alpha}{n} +\binom{\alpha}{n-1}=\binom{\alpha+1}{n}\) gilt für den reellen Binomialkoeffizienten \(\binom{\alpha}{n}:=\dfrac{1}{n!} \displaystyle{\prod_{j=1}^n (\alpha-j+1)}\). Damit gilt der Fall insbesondere für den natürlichen Binomialkoeffizienten und ist somit bei dir anwendbar. Ich nehme an, das die Gleichung bereits mal gezeigt wurde und du sie deswegen ohne weitere Erklärung verwendet wird.

Du kannst dir auch gerne das Pascal'sche Dreieck vor Augen führen und anhand einiger Beispiel für \(n\) und \(m\) deutlich machen, was die Gleichung aussagt.

Hoffe das hilft dir beim Verstehen weiter.

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vielen dank :)
aber eine Frage : die (m+1+n+1)(n+m+1)! ist gleich so wie (n+m+2)! ??
  ─   adamk 23.12.2020 um 01:26

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Genau wende das was @cauchy meint auf unser Beispiel an. Es ist \(m+1+n+1=m+n+2\) und somit gilt:
\((n+m+2)\cdot (m+n+1)!=(n+m+2)!\)
  ─   maqu 23.12.2020 um 09:23

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Hallo,

Mit dem pascalschen Dreieck geht es einfacher:

Gruß 

Elayachi Ghellam 

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Elektrotechnik Ingenieur, Punkte: 1.49K

 

Was meinen Sie mit "kein korrekter math. Beweis" ?
Was ist da falsch ?
Ist Ihnen bekannt, dass man bereits bewiesene Resultate auch zum Beweis anderer verwenden kann?
Ein mathematischer Beweis muss nicht immer lang und kompliziert sein. Das macht die Mathematik eleganter.
Ich empfehle Ihnen " Das Buch der Beweise" zu lesen.
  ─   elayachi_ghellam 23.12.2020 um 17:24

@elayachi_ghellam sicher muss ein Beweis nicht immer lang und kompliziert sein, sehr viele Beweise sind kurz und präzise. Trotzdem muss auch ihre allgemeine Regel die sie verwenden irgendwann mit Hilfe der Definition des Binomialkoeffzienten für alle natürlichen Zahlen "allgemein" bewiesen wurden sein. Zum Verständnis der Gleichheit mag ihre ikonische Interpretation sehr gut geeignet sein, aber ich schließe mich @cauchy an, es ist kein Beweis. An diesem Fakt ändert auch ihre Literaturempfehlung nichts.   ─   maqu 23.12.2020 um 17:53

Sie verwendet das Resultat, dass \(n\) über \(k\) addiert mit \(n\) über \(k+1\) gleich \(n+1\) über \(k+1\) ist und beweist somit die Formel. Sofern das verwendete Resultat bekannt ist (wovon ich persönlich ausgehe), handelt es sich um einen formal korrekten Beweis, sogar um den "bestmöglichsten". Oben hat sie das nur verdeutlicht, was zwar unnötig ist, trotzdem vielleicht dem Fragesteller helfen kann.   ─   anonym0165f 23.12.2020 um 17:58

Dann würde es ja auch als Beweis durchgehen, wenn ich die binomische Formel anwende um "zu zeigen" dass \((x+1)^2=x^2+2x+1\)?   ─   maqu 23.12.2020 um 18:26

Glaube mir, es gibt Hochschulen in Deutschland, die in der Vorlesung etwas beweisen und die Studenten in den Übungen einen Spezialfall damit beweisen sollen. Du hast natürlich recht, dass die Aufgabe mehr Sinn macht, wenn dass von ihr genutzte Resultat nicht bekannt ist. Trotzdem halte ich dies für unwahrscheinlich, weil dieses Resultat so charakteristisch für den Binomialkoeffizienten ist und mit Sicherheit unmittelbar nach Einführung des Binomialkoeffizienten gezeigt wird.   ─   anonym0165f 23.12.2020 um 18:31

@anonym : vielen Dank   ─   elayachi_ghellam 23.12.2020 um 18:45

Ich will ja keinen Streit vom Zaun brechen .... auch in meiner Antwort habe ich keinen mathematischen Beweis dargelegt, lediglich mathematisch begründet mit Hilfe der Definition. Es geht hier ja nicht darum wer den kürzesten "Beweis" erbringt. Ich habe lediglich sagen wollen, dass dies kein Beweis im mathematischen Sinne ist. In der Aufgabe vom Fragesteller wird auch mit Hilfe von Induktion gezeigt, dass \(\displaystyle{\sum_{k=0}^m \binom{n+k}{k} =\binom{n+m+1}{m}}\) für alle \(m\in \mathbb{N}\) gilt. Sollte diese Gleichheit später in einem anderen Beweis verwendet werden, dient dies nur zur Begründung. Auch die Eigenschaft \(\displaystyle{\binom{n}{k}=\binom{n}{n-k}}\) für \(k\leq n\) sollte für alle \(n\in \mathbb{N}\) per Induktion bewiesen werden. Selbst wenn sie später wieder zur Begründung verwendet wird.

Ich wollte nur @cauchy zustimmen und damit niemandem auf den Schlips treten. Wenn ihr das anders seht ist das euer gutes Recht.

Wünsche trotzdem allen ein frohes Fest :D
  ─   maqu 23.12.2020 um 19:05

Selbstverständlich sollte die Symmetrie und rekursive Darstellung vor Verwendung bewiesen werden, nur wird dies in 99% aller Fälle direkt in der Vorlesung bewiesen, weshalb er zu 99% dieses Resultat auch verwenden darf.   ─   anonym0165f 23.12.2020 um 19:08

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