数学

カタラン数

カタラン数の漸化式

\[C_{n+1}=\frac{2\left(2n+1\right)}{n+2}C_{n}\]
カタラン数

カタラン数の別表現

\[C_{n}=\frac{1}{n+1}C\left(2n,n\right)\]
カタラン数

カタラン数の通常型母関数

\[\sum_{k=0}^{\infty}C_{k}x^{k}=\frac{1-\sqrt{1-4x}}{2x}\]
カタラン数

カタラン数の定義

\[C_{n+1}=\sum_{k=0}^{n}C_{k}C_{n-k}\]
積分問題

複雑な2重根号を含む定積分

\[\int_{-\frac{1}{2}}^{\frac{1}{2}}\sqrt{x^{2}+1+\sqrt{x^{4}+x^{2}+1}}dx=?\]
クロネッカーのデルタ

クロネッカーのデルタの微分表示

\[\delta_{j,k}=\frac{1}{k!}\left[\frac{\partial^{j}}{\partial x^{j}}x^{k}\right]_{x\rightarrow0}\]
2項係数

飛び飛びの2項定理

\[\sum_{k=0}^{\infty}C\left(n,2k\right)a^{2k}b^{n-2k}=\frac{1}{2}\left\{ \left(a+b\right)^{n}+\left(-a+b\right)^{n}\right\} \]
論理問題

6本のマッチで正3角形を4つ作れるかな?

方程式問題

底が異なる指数方程式

\[9^{x}-6^{x}=4^{x}\]
方程式問題

3次方程式を解けるかな

\[z^{3}+z^{2}=36\]
スターリング数

(*)スターリング数と2項係数

\[C\left(k,m\right)S_{1}\left(n,k\right)=\sum_{j=k-m}^{n-m}C\left(n,j\right)S_{1}\left(n-j,m\right)S_{1}\left(j,k-m\right),m\leq k\]
スターリング数

スターリング数の母関数

\[\sum_{n=0}^{\infty}S_{1}\left(n,k\right)\frac{x^{n}}{n!}=\frac{\log^{k}\left(1+x\right)}{k!}\]
スターリング数

スターリング数の解釈

\[\left(-1\right)^{n+k}S_{1}\left(n,k\right)=\sum_{1\leq a_{1}<a_{2}<\cdots<a_{n-k}\leq n-1}\prod_{j=1}^{n-k}a_{j}\]
スターリング数

スターリング数の簡単な値

\[S_{1}\left(0,k\right)=\delta_{0k}\]
スターリング数

スターリング数とベルヌーイ数の関係

\[\frac{\left(-1\right)^{m}}{m!}\sum_{k=0}^{m}\left(-1\right)^{k}S_{1}\left(m+1,k+1\right)B_{k}=\frac{1}{m+1}\]
スターリング数

第1種・第2種スターリング数の性質

\[\sum_{k=0}^{n}\left(-1\right)^{n+k}S_{1}\left(n,k\right)=n!\]
スターリング数

スターリング数と上昇・下降階乗

\[Q\left(x,n\right)=\sum_{k=0}^{n}\left(-1\right)^{n+k}S_{1}\left(n,k\right)x^{k}\]
スターリング数

スターリング数の逆行列

\[\delta_{nj}=\sum_{k=0}^{n}S_{1}\left(n,k\right)S_{2}\left(k,j\right)\]
スターリング数

第2種スターリング数の一般解

\[S_{2}\left(n,k\right)=\frac{1}{k!}\sum_{j=0}^{k}\left(-1\right)^{k-j}C\left(k,j\right)j^{n}\]
スターリング数

スターリング数の組み合わせ解釈

スターリング数

(*)スターリング数の漸化式

\[S_{1}\left(n,k\right)=S_{1}\left(n-1,k-1\right)-\left(n-1\right)S_{1}\left(n-1,k\right)\]
スターリング数

第1種スターリング数の符号

\[\left|S_{1}\left(n,k\right)\right|=\left(-1\right)^{n+k}S_{1}\left(n,k\right)\]
スターリング数

第1種スターリング数と第2種スターリング数の定義

\[P\left(x,n\right)=\sum_{k=0}^{n}S_{1}\left(n,k\right)x^{k}\]
推測問題

2+4→8

引っ掛け問題

ロウソクは何本残る?

3本のロウソクは次の日に何本残る?
論理問題

点灯パズル

全てのマスのライトを付けるにはどうすればいいでしょうか?
距離空間

距離空間での集積点と閉包の点列による別定義

\[x\in A^{d}\leftrightarrow\exists\left(x_{n}\right)_{n=1}^{\infty}\subseteq A\setminus\left\{ x\right\} ,\lim_{n\rightarrow\infty}x_{n}=x\]
距離空間

距離空間での内点(内部)・外点(外部)・境界(境界点)・触点(閉包)・集積点(導集合)・孤立点の定義

\[\exists\epsilon>0,U_{\epsilon}\left(x\right)\subseteq A\]
論理問題

元の位置に戻ってきた

南に100m、東に100m、北に100mで元の位置に戻ってきたのは何故?
確率問題

誕生日問題

何人いれば誕生日が同じ人がいる確率が50%を超える?