nを任意の自然数とするとき、和 Σk=0〜n(−1)k(n−k)!(n+k)!の値をnの式で表すと?
DD++さんからのコメントです。(平成28年7月31日付け)
(-1)k (n-k)! (n+k+1)! - (-1)k-1 (n-k+1)! (n+k)!
= (-1)k (n-k)! (n+k)! { (n+k+1) + (n-k+1) }
= (-1)k (n-k)! (n+k)! (2n+2)
より、
(2n+2) Σk=0〜n (-1)k(n-k)!*(n+k)!
=Σk=0〜n[(-1)k (n-k)! (n+k+1)! - (-1)k-1 (n-k+1)! (n+k)!]
= (-1)n (n-n)! (n+n+1)! - (-1)-1 (n-0+1)! (n+0)!
= (-1)n (2n+1)! + (n+1)! n!
つまり、 Σk=0〜n (-1)k(n-k)!*(n+k)!={ (-1)n (2n+1)! + (n+1)! n! } / 2(n+1)
#なかなか大変でした。
at さんからのコメントです。(平成28年7月31日付け)
DD++さん、正解です。お見事です!
本問は、「PUTNAM and BEYOND」 (Springer)の、123頁に収録されている問題です。
本問の解答例は、500〜501頁にあります。
(コメント) 数列の第n項を階差の形に変形したDD++さんの解法に感動しました!