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이항계수 - 위키백과

이항계수

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조합론에서 자연수 n정수 k에 대한 이항계수

{n \choose k} = \frac{n!}{k!(n-k)!} \quad \mbox{if } n\geq k\geq 0  \qquad \mbox{(1)}

{n \choose k} = 0 \quad \mbox{if } k<0 \mbox{ or } k>n

으로 정의된다.

예를 들어

{7 \choose 3} = \frac{7\cdot 6 \cdot 5}{3\cdot 2\cdot 1} = 35이다.

이항계수는 (x+y)n을 전개했을 때, 각 항의 계수에 해당한다. (그래서 이항계수란 이름이 붙었다.)

(x+y)^n = \sum_{k=0}^{n} {n \choose k} x^k y^{n-k} \qquad (2)

[편집] 이항계수에 대한 공식

C(n,k) + C(n,k+1) = C(n+1,k+1) \qquad (3)

위 점화식은 이항계수의 정의에서 유도할 수 있다. 이 식을 이용하여 파스칼의 삼각형을 만들 수 있다.

C(n,k)=C(n, n-k)\qquad\qquad(4)\,

위 식은 (2)에서 (x + y)n = (y + x)n의 전개식을 이용하여 보일 수 있다.

\sum_{k=0}^{n} \mathrm{C}(n,k) = 2^n \qquad (5)

(2)번 식에 x = y = 1을 대입하여 보일 수 있다.

\sum_{k=1}^{n} k \mathrm{C}(n,k) = n 2^{n-1} \qquad (6)

위 식은 (2) 식을 전개한 후, 양변을 미분하고 x = y = 1을 대입하면 보일 수 있다.

\sum_{j=0}^{k} \mathrm{C}(m,j) \mathrm{C}(n,k-j) = \mathrm{C}(m+n,k) \qquad (7)

(x + y)n (x + y)m = (x + y)m+n 식을 (2)를 이용하여 전개하면 된다. (3)번 식의 일반식이다.

\sum_{k=0}^{n} \mathrm{C}(n,k)^2 = \mathrm{C}(2n,n) \qquad (8)

(7)번 식을m = k = n와 (4)를 이용하여 정리하면 된다.

\sum_{k=0}^{n} \mathrm{C}(n-k,k) = \mathrm{F}(n+1) \qquad (9)

F(n + 1)은 피보나치 수를 나타낸다. 이 식은 파스칼의 삼각형의 대각선에 대한 식으로 (3)을 이용하여 귀납법으로 보일 수 있다.

\sum_{j=k}^{n} \mathrm{C}(j,k) = \mathrm{C}(n+1,k+1) \qquad (10)

(3)을 이용하여 n에 대한 귀납법으로 보일 수 있다.

[편집] 바깥 고리

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