Summe des Produkts der Binomialkoeffizienten

Oct 16 2020

Ich möchte folgende Summe berechnen: $$ \sum_{k=0, \, k =odd}^{\min\{2n, m\}} {2n \choose 2n-k}{2m-2n \choose m-k} $$ Bisher kann ich das beweisen $$ \sum_{k=0, \, k =odd}^m {2n \choose 2n-k}{2m-2n \choose m-k}=\frac 12 {2m \choose m}+(-1)^{m+1}2^{2m-1}{n-\frac 12 \choose m}. $$ was durch Aufteilen der Summe als bewiesen werden kann $$ \sum_{k=0, \, k =odd}^m {2n \choose 2n-k}{2m-2n \choose m-k}= \frac 12 \sum_{k=0}^m {2n \choose 2n-k}{2m-2n \choose m-k}-\frac 12 \sum_{k=0, }^m (-1)^k{2n \choose 2n-k}{2m-2n \choose m-k} $$ und Berechnen der ersten Summe unter Verwendung der Chu-Vandermond-Identität und der zweiten - unter Verwendung des Begriffs des Koeffizientenextraktors.

Ich bin mir nicht sicher, wie ich vorgehen soll, wenn die obere Grenze der Summation liegt $\min\{2n,m\}$.

Antworten

2 CarloBeenakker Oct 16 2020 at 02:34

Mathematica sagt mir das

$$\sum_{k=0, \, k =\text{odd}}^{2n} {2n \choose 2n-k}{2m-2n \choose m-k}=2 n \binom{2 m-2 n}{m-1}+\binom{2 m-2 n}{m}$$ $$\qquad+ \, _4F_3\left(\frac{1}{2}-\frac{m}{2},1-\frac{m}{2},\frac{1}{2}-n,1-n;\frac{3}{2},\frac{m}{2}-n+1,\frac{m}{2}-n+\frac{3}{2};1\right).\qquad(1)$$

Außerdem, $$\sum_{k=0, \, k =\text{odd}}^{m} {2n \choose 2n-k}{2m-2n \choose m-k}=\binom{2 m-2 n}{m}$$ $$\qquad+\frac{2^{2 m-1}}{m!} \left(\frac{\Gamma \left(m+\frac{1}{2}\right)}{\sqrt{\pi }}-\frac{\Gamma \left(m-n+\frac{1}{2}\right)}{\Gamma \left(\frac{1}{2}-n\right)}\right), \qquad(2)$$ das unterscheidet sich von der Antwort $\frac 12 {2m \choose m}+(-1)^{m+1}2^{2m-1}{n-\frac 12 \choose m}$im OP gegeben.
Zum Beispiel für$n=1,m=2$werden sowohl die linke als auch die rechte Seite von Gleichung (2) mit 5 bewertet, während die Antwort im OP mit 4 bewertet wird.