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证明 $ \sum_{m=0}^n C(m, n) = 2^n $

时间:2024-12-14 10:58:19浏览次数:4  
标签:组合 sum 元素 选取 选中 证明

我们来证明以下公式:

\[\sum_{m=0}^n C(m, n) = 2^n. \]

证明思路:

这个公式的含义是:从 $ n $ 个元素中选取 $ m $ 个元素的组合数的总和,随着 $ m $ 从 0 到 $ n $ 变化,等于 $ 2^n $。我们将用递推的方法来证明这个等式。

1. 组合数的加法性质

首先,我们知道组合数 $ C(m, n) $ 表示从 $ n $ 个元素中选取 $ m $ 个元素的方式数。即:

\[C(m, n) = \frac{n!}{m!(n-m)!}. \]

当我们对 $ m $ 从 \(0\) 到 $ n $ 求和时,实际上是在考虑从 $ n $ 个元素中选取不同数量的元素的所有可能情况。

2. 每个元素的选取状态

对于每一个元素,它可以在组合中被选中或者不被选中。因此,每个元素有两种选择:选中或不选中。

  • 如果一个元素被选中,它就会出现在组合中;
  • 如果一个元素不被选中,它就不会出现在组合中。

对于 $ n $ 个元素,每个元素都有 \(2\) 种选择(选或不选)。因此,总的选择方式数是 \(2^n\)

因此:

\[\sum_{m=0}^n C(m, n) = 2^n. \]

这个等式反映了每个元素在所有组合中要么被选中,要么不被选中,所有这些选择的总数正好等于 $ 2^n $。

标签:组合,sum,元素,选取,选中,证明
From: https://www.cnblogs.com/LKJZYD20/p/18606477

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