某个知乎题

来源:https://www.zhihu.com/question/1922987284774491644


求证:

k=1n(1)k+1(nk)1k=k=1n1k\sum_{k=1}^n (-1)^{k+1}\binom{n}{k}\frac{1}{k}=\sum_{k=1}^n \frac{1}{k}

简单变形:

k=1n(1)k+1k!k×1(nk)!=1n!k=1n1k\sum_{k=1}^n \frac{(-1)^{k+1}}{k!k}\times \frac{1}{(n-k)!}=\frac{1}{n!}\sum_{k=1}^n \frac{1}{k}

施形式幂级数。设

F1(x)F2(x)=G(x)F_1(x)F_2(x)=G(x)

由定义得:

G(x)ex1x=G(x)G'(x)-\frac{e^x-1}{x}=G(x)

F2(x)=exF_2(x)=e^x

F1(x)=ex1xF_1'(x)=\frac{e^{-x}-1}{-x}

故:

(F1F2)(x)=(F1F2)(x)+(F1F2)(x)=F1(x)F2(x)+ex×ex1x(F_1F_2)'(x)=(F_1F_2')(x)+(F_1'F_2)(x)=F_1(x)F_2(x)+e^x\times\frac{e^{-x}-1}{-x}

做到这里,显然 F1F2F_1F_2GG 是同一个微分方程的解,接下来只要证明此方程解唯一即可。本人知识浅薄,不会比较严谨的方法,只知道从形式幂级数的角度来说,GG 的各项系数可以通过此方程逐项递推,唯一确定,故解的确唯一。


某个知乎题
http://sunsetglow95.github.io/sol-zhihu250827/
作者
SunsetGlow95
发布于
2025年8月27日
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