Középiskolai Matematikai és Fizikai Lapok
Informatika rovattal
Kiadja a MATFUND Alapítvány
Már regisztráltál?
Új vendég vagy?

A B. 4091. feladat (2008. április)

B. 4091. Igazoljuk, hogy tetszőleges m, t pozitív egész számok esetén teljesül a következő azonosság:


\sum_{k=0}^m \binom mk \binom{t+k}{m}=\sum_{k=0}^m\binom mk\binom tk\cdot2^k.

(5 pont)

A beküldési határidő 2008. május 15-én LEJÁRT.


Megoldás: A jobboldali kifejezést könnyebb értelmezni, kezdjük ezzel. Legyen M és T két diszjunkt halmaz úgy, hogy |M|=m és |T|=t. Számoljuk meg, hányféleképpen lehet kiválasztani A,B,C halmazokat úgy, hogy C\subseteq A\subseteq M, B\subseteq T és |A|=|B|. Ekkor nyilván |A|\lem, tehát alkalmas 0\lek\lem számmal |A|=|B|=k, ezen feltétel mellett A és B megválasztására egymástól függetlenül {m\choose k}, illetve {t\choose k} lehetőségünk van, ha pedig A-t és B-t már megválasztottuk, akkor A-n belül C kiválasztására 2k lehetőség van. Ezért a jobboldalon álló összeg a fenti tulajdonságokkal rendelkező (A,B,C) hármasokat számolja össze.

Ugyanezt most számoljuk össze másképpen. Kezdjük C kiválasztásával: ha C elemszáma m-k (ahol 0\lek\lem), akkor erre éppen {m\choose k} különböző lehetőségünk van. Ehhez megfelelő A és B halmazt úgy kapunk, hogy T-ből alkalmas q-val kiválasztunk egy q elemű B részhalmazt, a k elemű M\C halmazból pedig egy m-q elemű részhalmazt választunk ki, amit az M\A halmaznak fogunk fel. Vagyis arról van szó, hogy ha C-t már kiválasztottuk a |C|=m-k feltétel mellett, akkor kölcsönösen egyértelmű megfeleltetést létesíthetünk az adott C-hez tartozó (A,B,C) hármasok és a t+k elemű (M\C)\cupT halmaz m elemű részhalmazai között. Ez a megfeleltetés mutatja, hogy a baloldalon álló összeg is ugyanazokat az (A,B,C) hármasokat számolja össze.


Statisztika:

30 dolgozat érkezett.
5 pontot kapott:Bálint Dániel, Bencs 111 Ferenc, Blázsik Zoltán, Bodor Bertalan, Dudás 002 Zsolt, Éles András, Fonyó Dávid, Gévay Gábor, Kiss 243 Réka, Kovács 729 Gergely, Lovas Lia Izabella, Márkus Bence, Muszka Balázs, Nagy 648 Donát, Perjési Gábor, Réti Dávid, Somogyi Ákos, Szalkai Balázs, Tossenberger Anna, Tóth 369 László Márton, Varga 171 László, Véges Márton, Vincze Ákos, Zelena Réka, Zieger Milán.
1 pontot kapott:1 versenyző.
0 pontot kapott:4 versenyző.

A KöMaL 2008. áprilisi matematika feladatai