Question Number 157546 by naka3546 last updated on 24/Oct/21
$$\left(\underset{\mathrm{1}} {\overset{\mathrm{2002}} {\:}}\right)\:+\:\left(\underset{\mathrm{4}} {\overset{\mathrm{2002}} {\:}}\right)\:+\:\left(\underset{\mathrm{7}} {\overset{\mathrm{2002}} {\:}}\right)\:+\:\ldots+\:\left(\underset{\mathrm{2002}} {\overset{\mathrm{2002}} {\:}}\right)\:\:=\:? \\ $$$${Thank}\:\:{you}\:\:{so}\:\:{much}\:. \\ $$
Commented by mr W last updated on 24/Oct/21
$${please}\:{check}\:{the}\:{question}! \\ $$$${something}\:{is}\:{not}\:{proper}: \\ $$$$\mathrm{1},\mathrm{4},\mathrm{7},\mathrm{10},…,\mathrm{1999},\mathrm{2002} \\ $$$${so}\:{term}\:\begin{pmatrix}{\mathrm{2003}}\\{\mathrm{2003}}\end{pmatrix}\:{doesn}'{t}\:{match}. \\ $$
Commented by naka3546 last updated on 24/Oct/21
$${yes},\:{sir}.\:\:{But}\:\:{the}\:\:{question}\:\:{like}\:\:{that}\:. \\ $$$${What}\:\:{method}\:\:{should}\:\:{I}\:\:{use}\:\:{for}\:\:{solving}\:\:{it}\:. \\ $$$${Any}\:\:{method}\:\:{to}\:\:{solve}\:\:{it}\:\:{if}\:\:{the}\:\:{term}\:\:{doesn}'{t}\:\:{match}\:\:? \\ $$
Commented by naka3546 last updated on 24/Oct/21
$${I}\:'{ve}\:\:{changed}\:\:{the}\:\:{question}\:\:{just}\:\:{now}\:,\:{sir}. \\ $$
Commented by mr W last updated on 24/Oct/21
$${i}\:{got} \\ $$$$\left(\underset{\mathrm{1}} {\overset{\mathrm{2002}} {\:}}\right)\:+\:\left(\underset{\mathrm{4}} {\overset{\mathrm{2002}} {\:}}\right)\:+\:\left(\underset{\mathrm{7}} {\overset{\mathrm{2002}} {\:}}\right)\:+\:\ldots+\:\left(\underset{\mathrm{2002}} {\overset{\mathrm{2002}} {\:}}\right)\:\:=\:\frac{\mathrm{2}^{\mathrm{2002}} −\mathrm{1}}{\mathrm{3}} \\ $$$${right}? \\ $$
Commented by mr W last updated on 24/Oct/21
$${generally} \\ $$$$\underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}\begin{pmatrix}{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}}\\{\mathrm{3}{k}+\mathrm{1}}\end{pmatrix}\:=\frac{\mathrm{2}^{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}} +\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} }{\mathrm{3}} \\ $$
Answered by mr W last updated on 24/Oct/21
$${find}\:\underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}\begin{pmatrix}{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}}\\{\mathrm{3}{k}+\mathrm{1}}\end{pmatrix}\:=? \\ $$$$ \\ $$$$\left(\mathrm{1}+{x}\right)^{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}} =\underset{{r}=\mathrm{0}} {\overset{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}} {\sum}}\begin{pmatrix}{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}}\\{{r}}\end{pmatrix}\:{x}^{{r}} \\ $$$$\left(\mathrm{1}+{x}\right)^{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}} =\underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}\begin{pmatrix}{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}}\\{\mathrm{3}{k}}\end{pmatrix}\:{x}^{\mathrm{3}{k}} +\underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}\begin{pmatrix}{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}}\\{\mathrm{3}{k}+\mathrm{1}}\end{pmatrix}\:{x}^{\mathrm{3}{k}+\mathrm{1}} +\underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{{n}−\mathrm{1}} {\sum}}\begin{pmatrix}{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}}\\{\mathrm{3}{k}+\mathrm{2}}\end{pmatrix}\:{x}^{\mathrm{3}{k}+\mathrm{2}} \\ $$$${let}\:{x}=\mathrm{1} \\ $$$$\left(\mathrm{1}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}} =\underset{−{A}\:−} {\underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}\begin{pmatrix}{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}}\\{\mathrm{3}{k}}\end{pmatrix}\:}+\underset{−{B}\:−} {\underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}\begin{pmatrix}{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}}\\{\mathrm{3}{k}+\mathrm{1}}\end{pmatrix}\:}+\underset{−\:{C}\:−} {\underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{{n}−\mathrm{1}} {\sum}}\begin{pmatrix}{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}}\\{\mathrm{3}{k}+\mathrm{2}}\end{pmatrix}\:} \\ $$$$\Rightarrow\:\mathrm{2}^{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}} ={A}\:+{B}+{C}\:\:\:…\left({I}\right) \\ $$$${let}\:{x}=\omega \\ $$$$\left(\mathrm{1}+\omega\right)^{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}} =\underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}\begin{pmatrix}{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}}\\{\mathrm{3}{k}}\end{pmatrix}\:+\omega\underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}\begin{pmatrix}{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}}\\{\mathrm{3}{k}+\mathrm{1}}\end{pmatrix}\:+\omega^{\mathrm{2}} \underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{{n}−\mathrm{1}} {\sum}}\begin{pmatrix}{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}}\\{\mathrm{3}{k}+\mathrm{2}}\end{pmatrix}\: \\ $$$$\Rightarrow\:\left(\mathrm{1}+\omega\right)^{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}} ={A}+\omega{B}+\omega^{\mathrm{2}} {C}\:\:\:…\left({II}\right) \\ $$$${let}\:{x}=\omega^{\mathrm{2}} \\ $$$$\left(\mathrm{1}+\omega^{\mathrm{2}} \right)^{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}} =\underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}\begin{pmatrix}{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}}\\{\mathrm{3}{k}}\end{pmatrix}\:+\omega^{\mathrm{2}} \underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}\begin{pmatrix}{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}}\\{\mathrm{3}{k}+\mathrm{1}}\end{pmatrix}\:+\omega\underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{{n}−\mathrm{1}} {\sum}}\begin{pmatrix}{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}}\\{\mathrm{3}{k}+\mathrm{2}}\end{pmatrix}\: \\ $$$$\Rightarrow\left(\mathrm{1}+\omega^{\mathrm{2}} \right)^{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}} ={A}+\omega^{\mathrm{2}} {B}+\omega{C}\:\:\:\:…\left({III}\right) \\ $$$$ \\ $$$$\left({II}\right)−\left({I}\right): \\ $$$$\left(\omega−\mathrm{1}\right){B}+\left(\omega^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right){C}=\left(\mathrm{1}+\omega\right)^{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}} −\mathrm{2}^{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}} \\ $$$$\left(\omega−\mathrm{1}\right){B}+\left(\omega^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right){C}=−\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} \omega^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}^{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}} \:\:\:…\left({IV}\right) \\ $$$$\left({III}\right)−\left({I}\right): \\ $$$$\left(\omega^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right){B}+\left(\omega−\mathrm{1}\right){C}=−\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} \omega−\mathrm{2}^{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}} \\ $$$$\left(\omega^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right)\left(\omega+\mathrm{1}\right){B}+\left(\omega^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right){C}=−\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} \omega\left(\omega+\mathrm{1}\right)−\mathrm{2}^{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}} \left(\omega+\mathrm{1}\right)\:\:\:…\left({V}\right) \\ $$$$\left({V}\right)−\left({IV}\right): \\ $$$$\left(\omega−\mathrm{1}\right)\left[\left(\omega+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right]{B}=−\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} \omega−\mathrm{2}^{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}} \omega \\ $$$$\left(\omega−\mathrm{1}\right)\left(\omega+\mathrm{2}\right){B}=−\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} −\mathrm{2}^{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}} \\ $$$$\left(−\mathrm{3}\right){B}=−\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} −\mathrm{2}^{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}} \\ $$$$\Rightarrow{B}=\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} +\mathrm{2}^{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}} }{\mathrm{3}} \\ $$$${i}.{e}.\:\underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}\begin{pmatrix}{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}}\\{\mathrm{3}{k}+\mathrm{1}}\end{pmatrix}\:=\frac{\mathrm{2}^{\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}} +\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} }{\mathrm{3}} \\ $$$${with}\:{n}=\mathrm{667} \\ $$$$\Rightarrow\underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{\mathrm{667}} {\sum}}\begin{pmatrix}{\mathrm{2002}}\\{\mathrm{3}{k}+\mathrm{1}}\end{pmatrix}\:=\frac{\mathrm{2}^{\mathrm{2002}} −\mathrm{1}}{\mathrm{3}} \\ $$
Commented by Tawa11 last updated on 25/Oct/21
$$\mathrm{Great} \\ $$