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摘要:在研究组合计数问题时,反演公式是个十分重要的工具.本文中笔者根据一般反演原理探讨
多项式(扩充二项式关系的多项式)反演公式,并应用它导出了几个组合恒等式.
关键词:指母函数;反演公式;组合恒等式
文[1]给出了二项式反演公式。以下,我们来研究多项式反演公式,首先研究较简单的三项式反演公式.
命题1 (三项式反演公式)
..
为了证明命题1,先证一类较广泛的三项式反演公式.
命题2 设 是定义在非负整数集 上的四个函数,且 ,那么,由
, 一切 (1)
成立,就可推出
, 一切 (2)
成立.这里 , 分别满足以下关系(见文[2]):
= , (3)
= . (4)
反之,由(2)成立也可推出(1)成立.
證 定义如下六个函数:
; ;
; ;
; .
(符号“: =”意为“定义为”),由(3)与(4)易知 , .
根据级数乘法的对角线法则及(1)可得
. (5)
因此 : . (6)
由于 中含 项的系数为 ,而 中含 项的系数为
,
所以 , 一切 .此即(2)式..
反之,由(2)可得(6),因而有(5).比较其中诸系数即得(1).
下面证(3),(4)类似可证. 给出
, ,
可知 , (7)而
.
比较(7)的左边,得 = .亦即(3)成立.证毕
推论1 若 是定义在 上的二个函数,且 为复常数,则
.
推论2 若 是定义在 上的二个函数,则
.
在命题2中令 , ,,应用(3)、(4)显见 , (参见文[2]),得推论1.令 ,即得推论2.将推论2中的 分别代之以 , 就得命题1.
命题3,设 均是定义在非负整数集 上的函数,且 ,则
这里 满足以下关系:
= .
命题4(多项式反演公式)
.
例 应用反演公式可导出以下几个例子组合恒等式:
1、 =1, (8)
2、 = , (9)
3、 = . (10)
参考文献:
[1] [罗] I.TOMESCU著.组合学引论.清华大学应用数学系离散数学教研组译.高等教育出版社1985.7第1版.
[2] 柯召 魏万迪著.组合论(上册).科学出版社1981.10第1版
多项式(扩充二项式关系的多项式)反演公式,并应用它导出了几个组合恒等式.
关键词:指母函数;反演公式;组合恒等式
文[1]给出了二项式反演公式。以下,我们来研究多项式反演公式,首先研究较简单的三项式反演公式.
命题1 (三项式反演公式)
..
为了证明命题1,先证一类较广泛的三项式反演公式.
命题2 设 是定义在非负整数集 上的四个函数,且 ,那么,由
, 一切 (1)
成立,就可推出
, 一切 (2)
成立.这里 , 分别满足以下关系(见文[2]):
= , (3)
= . (4)
反之,由(2)成立也可推出(1)成立.
證 定义如下六个函数:
; ;
; ;
; .
(符号“: =”意为“定义为”),由(3)与(4)易知 , .
根据级数乘法的对角线法则及(1)可得
. (5)
因此 : . (6)
由于 中含 项的系数为 ,而 中含 项的系数为
,
所以 , 一切 .此即(2)式..
反之,由(2)可得(6),因而有(5).比较其中诸系数即得(1).
下面证(3),(4)类似可证. 给出
, ,
可知 , (7)而
.
比较(7)的左边,得 = .亦即(3)成立.证毕
推论1 若 是定义在 上的二个函数,且 为复常数,则
.
推论2 若 是定义在 上的二个函数,则
.
在命题2中令 , ,,应用(3)、(4)显见 , (参见文[2]),得推论1.令 ,即得推论2.将推论2中的 分别代之以 , 就得命题1.
命题3,设 均是定义在非负整数集 上的函数,且 ,则
这里 满足以下关系:
= .
命题4(多项式反演公式)
.
例 应用反演公式可导出以下几个例子组合恒等式:
1、 =1, (8)
2、 = , (9)
3、 = . (10)
参考文献:
[1] [罗] I.TOMESCU著.组合学引论.清华大学应用数学系离散数学教研组译.高等教育出版社1985.7第1版.
[2] 柯召 魏万迪著.组合论(上册).科学出版社1981.10第1版