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中心二项式系数


这个n个第个中心二项式系数定义为

(2n;n)=((2n)!)/((n!)^2)
(1)
=(2^n(2n-1)!!)/(n!),
(2)

哪里(n;k)是一个二项式系数,不!是一个阶乘的、和不!!是一个双阶乘.

这些数字具有生成函数

 1/(平方(1-4x))=1+2x+6x^2+20x^3+70x^4+。。。。
(3)

前几个值是2、6、20、70、252、924、3432、12870、48620、184756。。。(组织环境信息系统A000984号). 十进制数字在里面(2·10^n;10^n)对于n=0,1, ... 是1、6、59、601、6019、60204、602057、6020597。。。(组织环境信息系统A114501型).这些数字收敛到十进制展开式中的数字log_(10)4=0.6020599。。。(组织环境信息系统A114493号).

除了n=1.

中心二项式系数的标度形式称为加泰罗尼亚语

 C_n=1/(n+1)(2n;n)。
(4)

Erdős和Graham(1975)推测中心二项式系数(2n;n)从未 无平方的对于n> 4个,这有时被称为Erdős公司无平方猜想.萨科齐的定理(Sárkőzy 1985)提供了部分解决方案,其中指出这个二项式系数 (2n;n)永远不会无平方的对于都足够大n> =n_0(瓦尔迪,1991年)。Erdős和Graham的猜想随后由Granville和Ramare(1996)证明,他们确定只有 无平方的值为2、6和70,对应n=1,2和4所示。桑德(1992)随后表明(2n+/-d;n)也从来没有无平方的足够大的n个只要d日不是“太大”

中心二项式系数(2n;n)可被素数整除第页 若(iff)这个基础-第页代表n个不包含大于的数字第2页(P.Carmody,pers.comm.,2006年9月4日)。对于p=3,最初的几个这样的n个是1、3、4、9、10、12、13、27、28、30、31、36、37、39、40、,81, ... (组织环境信息系统A005836号).

中心二项式系数ReIm中心二项式系数等高线

上面给出了复平面中中心二项式系数的图。

中心二项式系数由积分给出

 (2n;n)=(2^(2n+1))/pinint_0^infty(dx)/((x^2+1)^(n+1)
(5)

(Moll 2006,贝利等。2007年,第163页)。

使用沃尔斯滕霍姆定理事实上2(2p-1;p-1)=(2p;p),由此可见

 (2p;p)=2(模p^3)
(6)

对于p> 3个一个奇数素数(T.D.Noe,pers.comm.,11月30日,2005).

一个不太常见的替代定义n个第个中心二项式系数,其中上述系数是子集是(n;|_n/2_|),其中|_n个_|楼层功能.前几个值是1、2、3、6、10、20、35、70、126、252。。。(组织环境信息系统A001405号).中心二项式系数有生成功能

 (1-4x^2-sqrt(1-4x2))/(2(2x^3-x^2))=1+2x+3x^2+6x^3+10x^4+。。。。
(7)

这些修改后的中心二项式系数为无平方的只为n=1个,2, 3, 4, 5, 7, 8, 11, 17, 19, 23, 71, ... (组织环境信息系统A046098型),其他人不少于10^6(E.W.Weisstein,2004年2月4日)。

一系列有趣的恒等式涉及逆中心二项式系数乘以小幂

sum_(n=1)^(infty)1/((2n;n))=1/(27)(2pisqrt(3)+9)=0.7363998587。。。
(8)
sum_(n=1)^(infty)1/(n(2n;n))=1/9pisqrt(3)=0.6045997881。。。
(9)
sum_(n=1)^(infty)1/(n^2(2n;n))=1/3zeta(2)=1/(18)pi^2=0.5483113556。。。
(10)
sum_(n=1)^(infty)1/(n^4(2n;n))=(17)/(36)zeta(4)=(17/(3240)pi^4=0.5110970825。。。
(11)
(12)

(组织环境信息系统A073016型,A073010型,A086463号、和A086464号;Comtet 1974,第89页;《狮子座》1983年,第29、30、41、36页),如下从美丽的公式

 sum_(n=1)^infty1/(n^k(2n;n))=1/2_(k+1)F_k(1,…,1_()_(k/1);3/2,2,...,2_()_(k-1);1/4)
(13)

对于k> =1,哪里_mF_n(a_1,…,a_m;b_1,..,b_n;x)是一个广义超几何功能。此类附加金额包括

sum_(n=1)^(infty)1/(n^3(2n;n))=1/(18)活塞(3)[psi_1(1/3)-psi_1(2/3)]-4/3zeta(3)
(14)
sum_(n=1)^(infty)1/(n^5(2n;n))=1/(432)pisqrt(3)[psi_3(1/3)-psi_3(2/3)]-(19)/3zeta(5)+1/9zeta(3)pi^2
(15)
sum_(n=1)^(infty)1/(n^7(2n;n))=(11) /(311040)pisqrt(3)[psi_5(1/3)-psi_5(2/3)]-(493)/(24)zeta(7)+1/3zeta(5)pi^2+(17)/(1620)zeta,
(16)

哪里psi_n(x)多囊膜功能泽塔(x)黎曼泽塔功能(Plouffe,1998年)。

同样,我们有

sum_(n=1)^(infty)((-1)^。。。
(17)
sum_(n=1)^(infty)((-1)^。。。
(18)
sum_(n=1)^(infty)((-1)^(n-1))/(n^2(2n;n))=2[csch^(-1)(2)]^2=0.4631296411。。。
(19)
sum_(n=1)^(infty)((-1)(n-1))/(n^3(2n;n))=2/5zeta(3)=0.4808227612。。。
(20)

(组织环境信息系统A086465号,A086466美元,A086467号、和A086468号;《狮子座》1983年,第35页;盖伊1994,第257页),其中泽塔(z)黎曼泽塔功能这些都来自类似的恒等式

 sum_(n=1)^infty((-1)^(n-1))/(n^k(2n;n))=1/2_(k+1)F_k(1,…,1_()_(k/1);3/2,2,...,2_()_(k-1)-1/4).
(21)

另请参见

二项式系数,二项式和,加泰罗尼亚语编号,中心纤维系数,中心三项式系数,Erdős无平方猜想,楼梯步行,萨尔科齐定理,配额系统

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Bailey,D.H。;Borwein,J.M。;新泽西州卡尔金。;Girgensohn,R。;卢克·D·R。;和V.H.Moll。实验数学在行动。马萨诸塞州韦尔斯利:A K Peters,2007年。波罗斯,G.和Moll,V。不可抗拒的积分:积分评估中的符号学、分析和实验。英国剑桥:剑桥大学出版社,第14页,2004年。Comtet公司,L。高级组合数学:有限和无限展开的艺术,修订版。预计起飞时间。多德雷赫特,荷兰:Reidel,1974年。Erdős,P。;格雷厄姆,R.L。;鲁兹萨,I.Z。;和斯特劳斯,E.G。“关于(2n;n)."数学。计算。 29, 83-92, 1975.格兰维尔,A.和Ramare,O.“指数和的显式界和无平方的稀缺性二项式系数。马塞马提卡 43, 73-107, 1996.家伙,R.K.公司。未解决数论问题,第二版。纽约:Springer-Verlag,1994年。Lionnais,F。女同性恋名字是可以重复的。巴黎:赫尔曼,1983年。莱默,D.H。“涉及中心二项式系数的有趣系列。”阿默尔。数学。每月 92, 449-457, 1985.V.H.莫尔。“一些定积分求值中的问题。“MAA短道,圣安东尼奥,TX.2006年1月。网址:http://crd.lbl.gov/~dhbailey/expmath/maa-course/Moll-maa.pdf.普劳夫,1998年8月7日,《灵感猜测的艺术》。网址:http://www.lacim.uqam.ca/~plouffe/inspired.html.桑德,J·W·。“关于二项式系数的素数除数。”牛。伦敦数学。Soc公司。 24,第140-1421992页。Sárkőzy,A.“关于二项式系数的除数。I.“J.编号Th。 20, 70-80,1985新泽西州斯隆。答:。序列A000984号/M1645,A001405年/M0769,A005836号/M2353,A046098型,A073010型,A073016型,A086463号,A086464号 A086465号,A086466号,A086467号,A086468号,A114493号,A114501型在线百科全书整数序列。Vardi,I.“二项式系数的应用”“二项式系数”、“一类解”、“计算”二项式系数”和“二项式模与整数”。" §2.2,4.1、4.2、4.3和4.4英寸计算型数学娱乐。加利福尼亚州红木市:Addison-Wesley,第25-28页以及1991年第63-71页。

参考Wolfram | Alpha

中心二项式系数

引用如下:

埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。“中心二项式系数。”发件人数学世界--Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/CentralBinominal系数.html

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