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第2問

n≤mn\le m を満たす正整数 m,nm,n に対して、2nn!≤(m+n)!(m−n)!≤(m2+m)n2^n n!\le\dfrac{(m+n)!}{(m-n)!}\le(m^2+m)^n を証明せよ。
ステップ 1/4: 階乗の商を展開する
(m+n)!(m−n)!=∏i=1n(m+i)(m−i+1)\frac{(m+n)!}{(m-n)!}=\prod_{i=1}^n(m+i)(m-i+1)
詳しい解説

m−n+1m-n+1 から m+nm+n までの因子を mm に関して対称に組み合わせる。したがって (m+n)!(m−n)!=∏i=1n(m+i)(m−i+1)\frac{(m+n)!}{(m-n)!}=\prod_{i=1}^n(m+i)(m-i+1) である。