学習環境
- Surface 3 (4G LTE)、Surface 3 タイプ カバー、Surface ペン(端末)
- Windows 10 Pro (OS)
- Nebo(Windows アプリ)
- iPad Pro + Apple Pencil
- MyScript Nebo(iPad アプリ)
- 参考書籍
代数系入門 (松坂 和夫(著)、岩波書店)の第1章(整数)、2(数学的帰納法と除法の定理)、問題5.を取り組んでみる。
ここで
よって
ゆえに帰納法により、すべての正の整数に対して問題の等式が成り立つ。(証明終)
コード(Emacs)
Python 3
#!/usr/bin/env python3 from sympy import pprint, symbols, factorial, summation import random print('5.') x, y = symbols('x, y', real=True) n = symbols('n', integer=True, positive=True) r = symbols('r', integer=True) def comb(n, r): return factorial(n) / (factorial(r) * factorial(n - r)) expr1 = (x + y) ** n expr2 = summation(comb(n, r) * (x ** (n - r)) * (y ** r), (r, 0, n)) for t in [expr1, expr2, expr1 == expr2]: pprint(t) print() for _ in range(5): expr = (expr1 - expr2).subs({x: random.random() * 10, y: random.random() * 10}) print(expr) for n0 in range(1, 6): pprint(float(expr.subs({n: n0}))) print()
入出力結果(Terminal, Jupyter(IPython))
$ ./sample5.py 5. n (x + y) ⎛⎧ n ⎞ ⎜⎪ ⎛ y⎞ │y│ ⎟ ⎜⎪ ⎜1 + ─⎟ for ─── ≤ 1⎟ ⎜⎪ ⎝ x⎠ │x│ ⎟ ⎜⎪ ⎟ ⎜⎪ n ⎟ n ⎜⎪ ____ ⎟ x ⋅⎜⎨ ╲ ⎟ ⎜⎪ ╲ -r r ⎟ ⎜⎪ ╲ x ⋅y ⋅n! ⎟ ⎜⎪ ╱ ─────────── otherwise ⎟ ⎜⎪ ╱ r!⋅(n - r)! ⎟ ⎜⎪ ╱ ⎟ ⎜⎪ ‾‾‾‾ ⎟ ⎝⎩r = 0 ⎠ False 0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 13.0597580799118**n - 5.76745887013144**n*Sum(5.76745887013144**(-r)*7.29229920978039**r*factorial(n)/(factorial(r)*factorial(n - r)), (r, 0, n)) -5.944494821485156e-16 1.366347006568968e-14 1.223615482318982e-13 -6.6597079572399804e-12 -1.6640724589167732e-11 -1.90692947958286**n*Sum(1.90692947958286**(-r)*2.78454558430684**r*factorial(n)/(factorial(r)*factorial(n - r)), (r, 0, n)) + 4.6914750638897**n 7.749650795345911e-16 2.2012324034062304e-15 2.198690027880009e-14 1.7931365695109826e-13 9.157060898030184e-13 $
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