Triangle de Narayana et e

Bonjour,

Le triangle des nombres de Narayana semble bien connu. Je ne sais pas si ce que je vais dire l'est.

Dans le triangle
1
1 1
1 3 1
1 6 6 1
............
à ligne $n$ et colonne $k$ on écrit $\frac{C_{n-1}^{k-1}C_{n}^{k-1}}k$ pour $n\geq1$ et $1\leq k \leq n$

Je note $u_n$ le produit des nombres de la ligne $n$. On obtient : $1,1,3,36,2000,\cdots$

Je trouve que la limite de $\dfrac{u_{n+1}u_{n-1}}{u_n^2}$ est $e^2$

Pouvez-vous confirmer ?

Réponses

  • Tu peux évaluer numériquement la limite de cette suite.
    Pari GP est ton ami(e).

    binomial(n,p) est la fonction correspondante à $\binom{n}{p}$

    prod(i=0,n,terme en i) correspond au produit. (sum à la place de prod correspondant à la somme).

    F(x)={}

    pour définir une fonction sauf erreur.
  • Ça voudrait dire que la suite $(u_n) $ croît plus vite qu'une suite géométrique.
  • On pourrait déjà essayer de montrer que chaque terme est supérieur ou égal au carré du précédent.
  • Bonsoir
    Je ne vois pas mon erreur dans ce programme (numérotation des lignes ou colonnes ??)
    c[0,0]:=1;
     for n from 1 to 5 do
       c[n,0]:=1; 
       for k from 1 to n do 
        c[n,k]:= c[n-1,k-1]*c[n,k-1]/k; print(n,k,c[n,k]);
       od;
    od;
    
    Merci de m'aider à y voir plus clair.
    Cdt
  • Le point de départ des n, c'est 1. Les k aussi débutent à 1.
  • c[1,1]:=1;
    for n from 2 to 5 do
    c[n,1]:=1; 
    for k from 2 to n do 
    c[n,k]:= c[n-1,k-1]*c[n,k-1]/k; print(n,k,c[n,k]);
    od;
    od;
    
    ne me donne pas la bonne suite ...je dois être compact ce soir ... Désolé

    Edit OK !
    Les coefficients du tableau sont des T(n,k) et non C(n,k) qui restent eux les coefficients binomiaux
    T[1,1]:=1;
     for n from 2 to 5 do
    T[n,1]:=1; 
    for k from 2 to n do 
    T[n,k]:= binomial(n-1,k-1)*binomial(n,k-1)/k; print(n,k,T[n,k]);
    od;
    od;
    
  • Cidrolin : tu veux juste être ``rassuré'' ou bien c'est une colle pour les visiteurs ?
  • Bonsoir Claude,

    C'est plus un quickie qu'une colle. L'expression de $u_n$ en fonction de $n$ est assez reloue,

    et miraculeusement le quotient $\dfrac{u_{n+1}u_{n-1}}{u_n^2}$ est simple.
  • Je viens de piger ce que tu me dis :

    > u := func < n | &*[ExactQuotient(Binomial(n-1,k-1)*Binomial(n,k-1),k) : k in [1..n]] > ;
    > [<n,u(n)> : n in [1..6]] ;
    [ <1, 1>, <2, 1>, <3, 3>, <4, 36>, <5, 2000>, <6, 562500> ]
    > [u(n+1)*u(n-1) / u(n)^2 : n in [2..10]] ;
    [ 3, 4, 125/27, 81/16, 16807/3125, 4096/729, 4782969/823543, 390625/65536, 2357947691/387420489 ]
    > 
    > [(k+2)^k / k^k : k in [1..9]] ;                                                         
    [ 3, 4, 125/27, 81/16, 16807/3125, 4096/729, 4782969/823543, 390625/65536, 2357947691/387420489 ]
    

    Je dois avoir le défault assez répandu chez les programmeurs : croire que le langage que j'utilise est tellement lisible qu'il est lisible par les autres (alors qu'un langage de programmation c'est toujours cryptique). Autre défaut : c'est d'être assez bourrin, la preuve. J'ai même à un moment donné ``dans l'intention de t'aider'', fait du calcul approché pour voir si (pour $n=500$ je crois), cela ressemblait à $e^2$. Alors que tu avais la solution. Petit cachotier...

    Evidemment, je ne sais pas pourquoi le quotient $u_{n+1}u_{n-1}/u_n^2$, cela fait ce que l'on voit mais c'est pas important.
    Salut à toi.
    PS : je ne parle pas d'autres défauts bien sûr.
  • Claude Quitté a écrit:
    ...croire que le langage qu' [on] utilise est tellement lisible qu'il est lisible par les autres.
    Défaut courant effectivement, qui peut créer des confusions ...entre des coefficients quelconques $C_{n}^{k}$ et les binomiaux $\binom{n}{k}$ par exemple...:-)

    Cdt
  • J'ignorais que la notation $C_n^k$ était encore en usage. Où ? Je pensais que tout le monde s'était plié à la notation $\binom{n}{k}$ depuis la norme ISO 80000-truc. Pour moi, ce n'est pas là le côté cryptique de la chose.
  • Moi je ne m'y suis pas plié. Cette notation en colonne est pour moi celle d'un vecteur et pas autre chose.
  • Bonjour,
    claude quitté a écrit:
    J'ignorais que la notation $C_n^k$ était encore en usage. Où ?
    Dans le premier message de l'auteur de ce fil. Et c'est bien parce que je prenais les $C_n^k$ pour les coefficients du Triangle de Narayana et non pour des coefficients binomiaux $\binom{n}{k}$ que je ne trouvais pas la bonne suite ..
    Cdt
  • Je vous présente toutes mes confuses, et passe quand même en mode avatar défensif.
  • Bonjour,

    A ma connaissance, la notation $C_n^k$ n'est plus en usage nulle part.
    Qu'on l'apprécie ou non, $\binom{n}{k}$ est la notation officielle.
    Elle est d'ailleurs en usage ailleurs qu'en France depuis longtemps.
    M'enfin, il y aura toujours des irréductibles dans leur petit coin.

    Cordialement,

    Rescassol
  • Tu es pardonné Cidrolin, je préfère ton autre avatar, beaucoup plus classe :-)
    Cdt
  • Bonjour, je termine ma remarque.


    Pour le triangle de Pascal, notons $v_n$ le produit des termes de la ligne $n$.

    On trouve $v_n=\displaystyle \prod _{i=0}^{n} \binom {n}{i}=(n!)^{n+1} \prod_{i=0}^{n}\frac{1}{(i!)^2}$,

    d'où : $\displaystyle \frac{v_{n+1}v_{n-1}}{v_n^2}= \frac{(n+1)^n}{n^n}$ qui tend vers $e$ quand $n$ tend vers $ + \infty$



    Pour le triangle de Narayana, le produit des termes de la ligne $n$ est :

    $u_n=\displaystyle \prod _{i=1}^{n} \frac{\binom{n-1}{i-1}\binom{n}{i-1}}i=((n-1)!)^{n}(n!)^{n-2} \prod_{i=0}^{n-1}\frac{1}{(i!)^4} $

    L'expression $\displaystyle \frac{u_{n+1}u_{n-1}}{u_n^2}$ se simplifie en $\frac{(n+1)^{n-1}}{{(n-1)}^{n-1}}$

    qui a pour limite $e^2$ quand $n$ tend vers $ + \infty$
  • Posons $a_n=\binom{n+6}{7}$, ainsi $a_1=1$; $a_2=8$; $a_3=36$ . . . et transformons le coefficient binomial $\binom {n}{p}=\dfrac{(n-p+1)\times \cdots \times n}{1\times 2 \times \cdots \times p}$

    en $K_n^p=\dfrac{a_{n-p+1}\times \cdots \times a_n}{a_1\times a_2 \times \cdots \times a_p}$. Par exemple $K_5^3=\dfrac{a_3a_4a_5}{a_1a_2a_3}=4950$.

    Le triangle des $K_n^p$ est visible sur https://oeis.org/A142467 . Notons $u_n=\prod_{i=0}^n K_n^i$.

    Ma conjecture est : $$\boxed {\dfrac {u_{n-1}u_{n+1}}{u_n^2}=\Big (\dfrac {n+7}n \Big )^n}$$


    Le début du triangle :61892
  • Personne pour prouver que les $K_n^p$ sont entiers et démontrer la conjecture ?

    Amicalement
  • J'avais laissé passer ce fil il y a six mois et je le retrouve grâce à la remarque de Cidrolin dans le fil sur $a^b=b^a$.

    La conjecture est très simple à prouver si on généralise à une suite $(a_n)$ quelconque de réels non nuls.

    Je définis comme Cidrolin $K(n,p)=\dfrac{a_{n-p+1}\times \cdots \times a_n}{a_1\times a_2 \times \cdots \times a_p}$, avec $K(n,0)=1$, et $u_n=\displaystyle\prod_{i=0}^n K(n,i)$.

    En utilisant $K(n,p)=\dfrac{a_n}{a_p}K(n-1,p-1)$ on calcule $\dfrac{u_{n+1}}{u_n}=\dfrac{a_{n+1}^n}{a_1...a_n}$ d'où l'on déduit $\dfrac{u_{n+1}u_{n-1}}{u_n^2}=\left(\dfrac{a_{n+1}}{a_n}\right)^n$.

    En prenant maintenant (pour généraliser) $a_n=\displaystyle\binom{n+r-1}{r}$ où $r\in\N^*$ on obtient $\dfrac{u_{n+1}u_{n-1}}{u_n^2}=\left(1+\dfrac r n \right)^n$.

    Les suites $K(n,p,r)$ figurent dans l'OEIS pour les valeurs de $r$ comprises entre 1 et 9:
    A7318, A1263, A56939, A56940, A56941, A142465, A142467, A142468, A174109.

    Pour ce choix de $a_n$, on peut démontrer que $K(n,p,r)$ est un entier naturel mais c'est beaucoup plus difficile.
    Il y a pourtant d'autres expressions pour $K(n,p,r)$ mais aucune ne montre directement que c'est un entier:

    $K(n,p,r)=\displaystyle\prod_{k=0}^{r-1}\dfrac{\binom{n+k}{p}}{\binom{p+k}{p}}=\dfrac{b_n(r)b_0(r)}{b_{n-p}(r)b_p(r)}=\dfrac{c_pc_{n-p}c_rc_{n+r}}{c_nc_{p+r}c_{n-p+r}}=\prod_{i=1}^{p}\prod_{j=1}^{n-p}\prod_{k=1}^{r}\dfrac{i+j+k-1}{i+j+k-2}$

    en posant $b_n(r)=n!...(n+r-1)!$ et $c_n=1!2!...(n-1)!$ (superfactorielle).

    Je sais cependant démontrer que $K(n,p,r)$ est entier car il est égal au déterminant de la matrice d'ordre $r$ de terme général $\displaystyle\binom{n}{p-i+j}$, ou encore au déterminant de la matrice d'ordre $r$ de terme général $\displaystyle\binom{n+i-1}{p+j-1}$.
    La démonstration que je connais utilise une identité de Sylvester-Dodgson (voir le fil Une tri-famille de déterminants).
  • Un grand merci Jandri.
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