■整数であるか? (その69)
N1=(4a+4b)!/a!b!(2a+b)!(a+2b)!は整数である.
N2=(4a+4b)!/(4a)!(4b)!は整数である.
しかし,
N=N1/N2=(4a)!(4b)!/a!b!(2a+b)!(a+2b)!
が整数であるとは限らない.そこで,・・・
[Q](4a)!(4b)!/a!b!(2a+b)!(a+2b)!は整数であることを証明せよ.
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a≧bとしても一般性は失われない.
4a≧(2a+b)≧(a+2b)≧a≧b,4bとa,a+2b,2a+bの大小関係は不明.
[1]b=0のとき,(4a)!/(2a)!a!
(4a)!/(2a)!a!a!は整数であるから,(4a)!/(2a)!a!も整数.
[2]N=(4a)!(4b)!/a!b!(2a+b)!(a+2b)!
=(2a+b+1)(2a+b+2)・・・(4a)(b+1)(b+2)・・・(4b)/a!(a+2b)!
は整数であるとする.
M=(4a)!(4b+4)!/a!(b+1)!(2a+b+1)!(a+2b+2)!
M/N=(4b+1)(4b+2)(4b+3)(4b+4)/(b+1)(2a+b+1)(a+2b+1)(a+2b+2)
=4(4b+1)(4b+2)(4b+3)/(2a+b+1)(a+2b+1)(a+2b+2)
M=4(4b+1)(4b+2)(4b+3)N/(2a+b+1)(a+2b+1)(a+2b+2)
N/(2a+b+1)(a+2b+1)(a+2b+2)が整数であればよいことになるが,
a!(a+2b)!N=(2a+b+1)(2a+b+2)・・・(4a)(b+1)(b+2)・・・(4b)
a!(a+2b)!N/(2a+b+1)(a+2b+1)(a+2b+2)=(2a+b+2)・・・(4a)(b+1)(b+2)・・・(4b)/(a+2b+1)(a+2b+2)
において,1,・・・,a,・・・,a+2b,は(a+2b+1),(a+2b+2)では割り切れない
3b+1≦(a+2b+1)≦3a+1≦4a
3b+2≦(a+2b+2)≦3a+2≦4a
→Nは(2a+b+1)(a+2b+1)(a+2b+2)で割り切れる→Mは整数
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