组合恒等式的几种证明方法
摘要:论文研究的主要课题是证明组合数学中组合恒等式的几种方法。国外内学者对组合恒等式的证明问题进行了大量的研究,并取得了大量的研究成果。本文主要通过整理、概括和归纳总结前人的研究成果,并且较为系统地对组合恒等式的证明进行论述研究。通过运用组合解释证明法、数学归纳法、概率法、母函数法、几何法和WZ机器证明法这六种方法证明一些常见的、典型的组合恒等式,并加以推广以及应用。另外,通过总结本文研究的内容,对研究中得出的结论进行回顾总结,并提出了在研究中存在的不足,以及提供了更深入的思路和展望。
关键词:组合恒等式; 证明方法; 国内外研究综述;
一、文献综述
组合数学,又称为离散数学,是一门研究离散对象的科学。作为数学的其中一个分支,自17世纪以来受到学者们的关注。新世纪以来,计算机科学的发展,更加彰显了组合数学的重要性,随之带动了国内外学者的研究热潮,而对于组合数学中各类恒等式的研究更是层出不穷。本论文研究的主要课题是证明组合数学中组合恒等式的几种方法。国内外学者对组合恒等式的证明问题进行了大量的研究,并取得了大量的研究成果。
1、国外研究综述
自上世纪70年代以来,人们从未停止对组合恒等式证明的研究,并且取得了丰富的研究成果。
在 1968 年,美国J.Riordan在其出版的专著《Combinatorial Identities》[8]中,巧妙地运用生成函数、递推关系、分拆多项式、反演关系和算子理论等方法,系统地论述组合恒等式的相关理论,该书的出版引发了人们对组合恒等式的研究兴趣,为日后研究其证明方法奠定了基础。
在 1972 年,美国数学教授H. W. Gould 出版了专著《Combinatorial Identities》[9],在这本著作中,作者列举出了九种证明组合恒等式的方法:①比较形式幂级数展开式中的系数的方法;②有限差分法;③微积分方法;④数学归纳法;⑤递推关系法;⑥数格点法;⑦级数变换法;⑧构造模型法;⑨多项式的有限 Taylor 展开法。此外还详细列举出了总共 550多个关于二项式系数的组合恒等式,为后人学习和查阅相关的恒等式提供了途径。
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