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OMC189 (SEG杯)

OMC189(D) - 形式的べき級数

ユーザー解説 by natu_math

 testerの ojamesi1357 さんの解法が秀逸だったので共有します.


 x(y)x(y) 軸方向に ±1\pm1 だけ進むことを x±1(y±1)x^{\pm1}(y^{\pm1}) と表現すれば求めるべきは次の式を展開したときの x2yx^2y の係数である. (x+1x+y+1y)15\Big(x+\frac{1}{x}+y+\frac{1}{y}\Big)^{15} (xy)15(xy)^{15} をかけて整理すると,上式のx2yx^2y の係数は次の式の x17y16x^{17}y^{16} の係数に等しい. (x+y)15(xy+1)15(x+y)^{15}(xy+1)^{15} (x+y)15(x+y)^{15} の展開式において一般項は 15Csxsy15s (s=0,1,...,15){}_{15}\mathrm{C}_{s}x^sy^{15-s} (s=0,1,...,15)
(xy+1)15(xy+1)^{15}の展開式において一般項は 15Ctxtyt (t=0,1,...,15){}_{15}\mathrm{C}_{t}x^ty^t (t=0,1,...,15)なので,この s,ts,t を用いて
(x+1x+y+1y)15\Big(x+\dfrac{1}{x}+y+\dfrac{1}{y}\Big)^{15} の展開式において一般項は 15Cs15Ctxs+ty15s+t (t=0,1,...,15){}_{15}\mathrm{C}_{s}\cdot{}_{15}\mathrm{C}_{t}x^{s+t}y^{15-s+t} (t=0,1,...,15) と表される.
特に s+t=17,15s+t=16s+t=17,15-s+t=16 となるのは s=8,t=9s=8,t=9 のときに限られるので所望の係数は 15C815C9=32207175.{}_{15}\mathrm{C}_{8}\cdot{}_{15}\mathrm{C}_{9}=\bf{32207175}.