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组合数学基础

时间:2025-01-21 19:53:50浏览次数:1  
标签:right 组合 sum 基础 证明 括号 数学 展开 left

简单写写,如有不对请大佬指正。

排列:

  • 符号: \(P_{m}^{n}\) 或 \(A_{m}^{n}\)

  • 意义:从 \(m\) 个物品中有序地取出 \(n\) 个

  • 公式:\(P_{m}^n=\frac{n!}{(n-m)!}\)

组合:

  • 符号:\(C_{m}^{n}或\left(_{n}^{m}\right)\)

  • 意义:从 \(m\) 个物品中无序地取出 \(n\) 个

  • 公式:\(C_{m}^{n}=\frac{m!}{n!(m-n)!}\)

二项式定理:

\[(a+b)^n=\sum_{i=0}^{n}C_{n}^{i}a^ib^{n-i} \]

  • 证明:
    发现在 \((a+b)^n\) 展开后,对于乘开每个括号都有两个选择,一种选 \(a\),一种选 \(b\),所以乘开后将会有 2^n 项,可以肯定的是每一项的次数和必为 \(n\) (因为每一项都是 \(n\) 个括号展开后得到,每个括号都会贡献一个 \(a\) 或 \(b\))
    所以 \((a+b)^n=\sum_{i=0}^{n} ka^ib^n-i\) (\(k\) 为系数),而 \(k\) 其实也就是从 \(n\) 个括号里选 \(i\) 个括号贡献 \(a\)
    的方案数,即 \(k=C_{n}^{i}\)。

常见恒等式:

  • \(\left(_m^n\right)\left(_k^m\right)=\left(_k^n\right)\left(_{m-k}^{n-k}\right)\)

证明:自己展开就好了

  • \(i\left(_i^n\right)=n\left(_{i-1}^{n-1}\right)\)

证明:自己展开就好了

  • \(\sum_{j=w}^{k}\left(_j^x\right)\left(_{k-j}^{n-x}\right)=\sum_{i=1}^x\left(_{w-1}^{i-1}\right)\left(_{k-w}^{n-i}\right)\)

证明:考虑成一共要放 \(k\) 个元素,在 \(x\) 前至少放 \(w\) 个。

  • \(\sum_{i=0}^{m}\left(_n^{n+i}\right)=\left(_{n+1}^{n+m+1}\right)\)

证明:考虑成 \(n+1\) 个元素最后一个元素的位置。

  • \(\sum_{i=0}^{n}\left(_i^n\right)\left(_{k-i}^m\right)=\left(_k^{n+m}\right)\)
    证明:第一个式子理解成从 \(n\) 里拿 \(i\) 个,从 \(m\) 里拿 \(k-i\) 个,后一个式子理解为从 \(n+m\) 里一共拿 \(k\) 个。

标签:right,组合,sum,基础,证明,括号,数学,展开,left
From: https://www.cnblogs.com/yueyanWZF/p/18684352

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