・数列の和2                              at 氏

 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)!
k=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!



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