{(nx-k)^2*Cnk*x^k*(1-x)^(n-k)}k=0到n的求和=nx(1-x)

1个回答

  • 这道题有相当的难度

    首先,注意到:Cnk*x^k*(1-x)^(n-k)代表的是(x+1-x)^n展开后x次数为k的项

    故对Cnk*x^k*(1-x)^(n-k)从k=0到n结果就是(x+1-x)^n,也就是1

    理解了这里,我们将(nx-k)^2展开,得(nx)^2-2nxk+k^2

    先对(nx)^2*Cnk*x^k*(1-x)^(n-k)求和,就等于(nx)^2

    再对-2nxkCnk*x^k*(1-x)^(n-k)求和,这里用到:k*Cnk=n*C(n-1)(k-1)(这里不太好表示,此式子在排列组合中非常重要)

    可得-2n^2xkCnk*x^k*(1-x)^(n-k)=-2n^2xC(n-1)(k-1)*x^k*(n-k)

    提出个x,得-2n^2x^2C(n-1)k*x^(k-1)*(1-x)^(n-k),和刚开始的形式是一样的,只是n变成了n-1,故-2nxkCnk*x^k*(1-x)^(n-k)对k求和结果为

    -2(nx)^2

    最后,对k^2*Cnk*x^k*(1-x)^(n-k)求和,同样利用k*Cnk=n*C(n-1)(k-1)

    该式变为n*k*C(n-1)(k-1)*x^k*(n-k)再做一个小变换

    得到n(k-1)C(n-1)(k-1)x^k*(1-x)^(n-k)+n*C(n-1)(k-1)x^k*(1-x)^(n-k)

    接着用(k-1)C(n-1)(k-1)=(n-1)C(n-2)(k-2)

    该式化为:n*(n-1)C(n-2)(k-2)x^k*(1-x)^(n-k)+n*C(n-1)(k-1)x^k*(1-x)^(n-k)=n(n-1)x^2*C(n-2)(k-2)x^(k-2)*(1-x)^(n-k)+nx*C(n-1)(k-1)x^(k-1)(1-x)^(n-k)

    对上式求和得(n^2-n)x^2+nx

    故{(nx-k)^2*Cnk*x^k*(1-x)^(n-k)}k=0到n的求和结果为:

    n^2x^2-2n^2x^2+(n^2-n)x^2+nx=nx-nx^2=nx(1-x)

    证毕

    累死我了!楼主