$\mathbb{Z}$

Her kan brukere av forum utfordre hverandre med morsomme oppgaver og nøtter man ønsker å dele med andre. Dette er altså ikke et sted for desperate skrik om hjelp, de kan man poste i de andre forumene, men et sted for problemløsing på tvers av trinn og fag.

Moderators: Vektormannen, espen180, Aleks855, Solar Plexsus, Gustav, Nebuchadnezzar, Janhaa

Post Reply
Gustav
Tyrann
Tyrann
Posts: 4563
Joined: 12/12-2008 12:44

La $n$ og $m$ være positive heltall. Vis at $\frac{(2m)!(2n)!}{m!n!(m+n)!}$ er et heltall.
Janhaa
Boltzmann
Boltzmann
Posts: 8552
Joined: 21/08-2006 03:46
Location: Grenland

plutarco wrote:La $n$ og $m$ være positive heltall. Vis at $\frac{(2m)!(2n)!}{m!n!(m+n)!}$ er et heltall.
$\large\frac{(2m)!(2n)!}{m!n!(m+n)!}=\frac{(m+1)(m+2)\cdot ...\cdot 2m(n+1)(n+2)\cdot ...\cdot 2n}{(m+n)!}$

så må der vises at dette er et heltall (som er lettere sagt enn gjort :=) ).
La verken mennesker eller hendelser ta livsmotet fra deg.
Marie Curie, kjemiker og fysiker.

[tex]\large\dot \rho = -\frac{i}{\hbar}[H,\rho][/tex]
Karl_Erik
Guru
Guru
Posts: 1080
Joined: 22/10-2006 23:45

Jeg lurer på om ikke jeg har sett denne før, men det var en stund siden, og jeg mener å huske at jeg ikke klarte å løse den da, så jeg tar sjansen på å prøve meg likevel. Velg et primtall p, og la [tex]v_p(n)[/tex] være den største potensen av primtallet p som deler n. Om vi kan vise at [tex]v_p((2m!)(2n!)) \geq v_p(m! n! (m+n)!)[/tex] er vi ferdige, fordi vi da kan forkorte brøken og ende med 1 i nevneren. Vi vet at [tex]v_p(N!) = \sum_{i>0} \lfloor \frac {N} {p^i} \rfloor[/tex] fordi [tex]N!=1\cdot \ldots \cdot N[/tex] og nøyaktig [tex]\lfloor \frac {N} {p} \rfloor[/tex] av faktorene har minst én faktor p, nøyaktig [tex]\lfloor \frac {N} {p^2} \rfloor[/tex] har minst to faktorer p, og så videre. Følgelig er

[tex]v_p((2m)!(2n)!) - v_p(m!n!(m+n)!= v_p((2m)!)+ v_p((2n)!) - v_p(m!)-v_p(n!)-v_p(n+m) =\sum_{i>0} \lfloor \frac {2m} {p^i} \rfloor + \lfloor \frac {2m} {p^i} \rfloor - \lfloor \frac {m} {p^i} \rfloor - \lfloor \frac {n} {p^i} \rfloor - \lfloor \frac {m+n} {p^i} \rfloor[/tex]

Det holder altså å vise at [tex]\lfloor \frac {2m} {a} \rfloor + \lfloor \frac {2n} {a} \rfloor - \lfloor \frac {n} {a} \rfloor - \lfloor \frac {m} {a} \rfloor - \lfloor \frac {m+n} {a} \rfloor \geq 0[/tex] Dette er litt kronglete, men relativt rett frem. Skriv [tex]\frac n a = N + r_n[/tex] der [tex]0 \leq r_n<1[/tex] er desimaldelen av [tex]\frac n a[/tex], og definer tilsvarende [tex]\frac m a = M + r_m[/tex]. Da er [tex]\lfloor \frac {2n} a \rfloor = 2N + \lfloor 2r_n \rfloor[/tex] og tilsvarende for de andre leddende, slik at venstresiden av ulikheten vi vil vise blir [tex](2M+2N-N-M-(M+N)) + \lfloor 2r_m \rfloor + \lfloor 2r_n \rfloor - \lfloor r_n \rfloor - \lfloor r_m \rfloor - \lfloor r_n + r_m \rfloor = \lfloor 2r_n \rfloor + \lfloor 2r_m \rfloor - \lfloor r_n + r_m \rfloor[/tex]. Her er alle ledd enten 0 eller 1, så den eneste måten dette kan bli negativt på er om [tex]\lfloor 2r_n \rfloor = \lfloor 2r_m \rfloor = 0[/tex], som betyr at [tex]r_n, r_m <\frac 1 2 \Rightarrow r_n + r_m < 1 \Rightarrow \lfloor r_n + r_m \rfloor = 0[/tex], og vi er ferdige.
Gustav
Tyrann
Tyrann
Posts: 4563
Joined: 12/12-2008 12:44

Karl_Erik wrote:Jeg lurer på om ikke jeg har sett denne før
Mulig den har vært postet en gang tidligere her. Husker dessverre ikke helt hvor jeg fant denne oppgaven, men tror det var en gammel IMO-oppgave.
Fibonacci92
Abel
Abel
Posts: 665
Joined: 27/01-2007 22:55

Tror den er fra 104 Number Theory Problems av blant andre Titu Andrescu.
Post Reply