パスカルの三角形の拡張                   戻る

 当HPの読者のK.S.さんより、平成24年9月9日付けで標記話題をメールで頂いた。

 パスカルの三角形は平面全体へ拡張することができる。

 「数学する精神」(加藤文元 著 中公新書)にあった内容(半平面への拡張)を踏まえ、全
平面への拡張を考察してみました。

 通常、2項係数 は、n>0、r>0 のとき、

  =n(n−1)(n−2)・・・(n−r+1)/r!

と定義されている。 r>n ならば、=0 とすると、

 (1+x)=1+1x+22+・・・+n+1n+1+・・・

と級数の形に表すことができる。次に、n<0 のときも、

 (1+x)=1+1x+22+・・・+n+1n+1+・・・

としてよい。実際に、 1/(1−x)n+1=Σk=0〜∞ n+k (n≧0) が成り立つことは、

1/(1−x)n+1 の第k次導関数(k≧1)が

  (n+1)(n+2)・・・(n+k)(1−x)-n-k-1=k!n+k(1−x)-n-k-1

であることから、Taylor の定理より明らかだろう。このことから、

  1/(1−x)n+1=Σk=0〜∞ {(-n-1)(-n-2)・・・(-n-k)}/k!・(-x)

なので、敢えて、負の自然数 k に対して、

  k!=(−k)(−k−1)・・・(−2)(−1)

と考えて、 {(-n-1)(-n-2)・・・(-n-k)}/k!=-n-1 と2項係数を拡張すれば、

  1/(1−x)n+1=Σk=0〜∞ -n-1・(-x)

 すなわち、 1/(1+x)=Σk=0〜∞ -n・x

と書けることが分かる。このとき、n<0 に対して、

 (1+x)=1/(1+x)-n=Σk=0〜∞ ・x

と級数の形に表すことができる。−1<x<1 で意味を持ち、テイラー展開となる。

 n>0、r<0 や n<0、r<0 のときも同様に、 r!=(−r)(−r+1)・・・(−2)(−1)

とすれば、平面上原点を中心に対称な値を持つように定義されると思う。そのとき、級数的に
どのような意味を持つでしょうか?