■(2^n+1)/m型の数(その14)
【1】パスカルの三角形の恒等式
sum mod3
1 1 2 2
1 2 1 4 1
1 3 3 1 8 2
1 4 6 4 1 16 1
パスカルの三角形では,以下の有名な恒等式が知られている.
(n,0)+(n,1)+・・・+(n,n−1)+(n,n)=2^n
(n,0)−(n,1)+・・・+(−1)^n(n,n)=0
(n,0)^2+(n,1)^2+・・・+(n,n−1)^2+(n,n)^2=(2n,n)
(n,0)+2(n,1)+・・・+2^n-1(n,n−1)+2^n(n,n)=3^n-1
(n,0)+2(n,1)+・・・+(n−1)(n,n−1)+n(n,n)=n・2^n-1
しかし,
(n,0)+(n,1)+・・・+(n,k)=[2^n/3]
となるような整数kをうまく定めることはできそうにない.
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【2】パスカルの三角形の恒等式(その2)
Un=Σ(n,3r) r=0〜[n/r]
を計算してみる.
U1=(1,0)=1
U2=(2,0)=1
U3=(3,0)+(3,3)=2
U4=(4,0)+(4,3)=5
U5=(5,0)+(5,3)=11
U6=(6,0)+(6,3)+(6,6)=22
周期性は見えてこないが,1の原始3乗根
ω=cos(2π/3)+isin(2π/3)
(1+1)^n=(n,0)+(n,1)+(n,2)+・・・
(1+ω)^n=(n,0)+(n,1)ω+(n,2)ω^2+・・・
(1+ω^2)^n=(n,0)+(n,1)ω^2+(n,2)ω^4+・・・
を加えて(n,r)の係数を調べると
=0 (r=3k+1のとき)
=0 (r=3k+2のとき)
=3 (r=3kのとき)
より,
右辺の和=3((n,0)+(n,3)+(n,6)+・・・)=3Un
左辺の和=(1+1)^n+(1+ω)^n+(1+ω^2)^n=2^n+2cos(nπ/3)
したがって,
Un=(2^n+2cos(nπ/3))/3
が得られる.
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