Autor Tema: Producto de series infinitas

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05 Septiembre, 2012, 09:59 pm
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Hernan_ER

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Hola. Me pidieron calcular el coeficiente de \( x^{15} \) en el desarrollo de una serie infinita. He llegado a que la serie es:

\(  \displaystyle \left[ \sum\limits_{i=0}^{\infty }{\left( \begin{matrix}
   4  \\
   i  \\
\end{matrix} \right){{x}^{i}}} \right]\cdot \left[ \sum\limits_{i=0}^{\infty }{\left( \begin{matrix}
   4+i-1  \\
   i  \\
\end{matrix} \right){{x}^{i}}} \right] \)

Pero ahora no sé como seguir. ¿Existe alguna propiedad que pueda usar para englobar la expresión en una sóla y calcular el coeficiente de \( x^{15} \)?

Gracias

05 Septiembre, 2012, 10:23 pm
Respuesta #1

Carlos Ivorra

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05 Septiembre, 2012, 10:26 pm
Respuesta #2

Hernan_ER

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Muchas gracias Carlos, ¡no tenía idea de eso!

08 Septiembre, 2012, 02:51 am
Respuesta #3

Hernan_ER

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Cuando lo planteo, ¿está bien que quede así:

\(  \displaystyle \left[ \sum\limits_{i=0}^{\infty }{\left( \begin{matrix}
   4  \\
   i  \\
\end{matrix} \right){{x}^{i}}} \right]\cdot \left[ \sum\limits_{i=0}^{\infty }{\left( \begin{matrix}
   4+i-1  \\
   i  \\
\end{matrix} \right){{x}^{i}}} \right]=\sum\limits_{i=0}^{\infty }{\left( \sum\limits_{k=0}^{i}{\left[ \left( \begin{matrix}
   4  \\
   i  \\
\end{matrix} \right){{x}^{i}}\left( \begin{matrix}
   4+i-1  \\
   i-k  \\
\end{matrix} \right){{x}^{i-k}} \right]} \right)} \) ?

Gracias

08 Septiembre, 2012, 05:03 am
Respuesta #4

pierrot

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No.

Ten en cuenta que \( \sum_{i=0}^\infty\binom{4}{i}x^i \) no es otra cosa que

\( \displaystyle \binom{4}{0}x^0+\binom{4}{1}x^1+\binom{4}{2}x^2+\binom{4}{3}x^3+\binom{4}{4}x^4+0x^5+0x^6+\cdots \)

Por otro lado \( \sum_{i=0}^\infty\binom{4+i-1}{i}x^i=\sum_{i=0}^\infty\binom{3+i}{i}x^i \) es

\( \displaystyle \binom{3}{0}x^0+\binom{4}{1}x^1+\binom{5}{2}x^2+\binom{6}{3}x^3+\binom{7}{4}x^4+\binom{8}{5}x^5+\binom{9}{6}x^6+\cdots \)

A ti lo que te piden es el coeficiente de \( x^{15} \) en el producto de ambos desarrollos en serie. Al aplicar la propiedad distributiva las posibilidades para obtener \( x^{15} \) son multiplicar \( \binom{4}{0}x^0 \) del primer desarrollo por \( \binom{18}{15}x^{15} \) del segundo, \( \binom{4}{1}x^1 \) del primero por \( \binom{17}{14}x^{14} \) del segundo, \( \binom{4}{2}x^2 \) del primero por \( \binom{16}{13}x^{13} \) del segundo, y así sucesivamente. Luego el coeficiente buscado es:

\( \displaystyle \binom{4}{0}\binom{18}{15}+\binom{4}{1}\binom{17}{14}+\binom{4}{2}\binom{16}{13}+\binom{4}{3}\binom{15}{12}+\binom{4}{4}\binom{14}{11} \)
$_="loe  hnachaPkr erttes,urJ";$j=0;for($i=0;s/(.)(.{$j})$//;$i++){$_=$2.$_,$j+=1-$i%2,print$1}print

08 Septiembre, 2012, 05:09 am
Respuesta #5

Hernan_ER

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Claro, eso lo veo pero ¿entonces como quedaría planteado el producto de las series según el producto de Cauchy?

Gracias Pablo.

08 Septiembre, 2012, 05:13 am
Respuesta #6

pierrot

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Claro, eso lo veo pero ¿entonces como quedaría planteado el producto de las series según el producto de Cauchy?

\( \sum_{i=0}^\infty\left(\sum_{k=0}^i\binom{4}{k}\binom{3+i-k}{i-k}\right)x^i \)

Gracias Pablo.

De nada  ;).
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