组合推理大礼包:
此项技能掌握者,需拥有看穿本质之眼。
在组合数学中,我们通常需要寻找到一些相等的关系。求解这种关系
时,相比于恐怖袭击式代数化简,举栗子(@李主席),是一种很优雅
的姿势。其中,举栗子的关键在于,验证等式两边按照《**法》选出
了相同的组合。
请读者思考一下下面几个问题
1)证明:
$k * dbinom{n}{k} = n * dbinom{n-1}{k-1}$
推广一下结论
$dbinom{r}{m}dbinom{m}{k} = dbinom{r}{k}*dbinom{r-k}{m-k}$
2)化简:
$sumlimits_{i=3}^{n} dbinom{i}{3}$
3)化简:
$sumlimits_{i=0}^{n} dbinom{n}{i}^{2}$
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answer:
1)我萌直接证推广结论吧!
现在有r个球~
等式左边:选m个球,将他们染成红色,然后再从m个球里选k个球染成
蓝色。
等式右边:先选k个球染成蓝色,然后从剩下的球中选m-k个球染成红色
然后发现!等式两边最后得到的结果都是,k个蓝色球,m-k个红色球。
两边一拍即合,happy end!
2) 求和的结果为C(n+1, 4)
我们给球编号为1,2,3,...,n+1
C(n+1, 4)的意义是从n+1个球中选4个球出来。
当4个球中最小编号为1时,有C(n,3)种取法。
当4个球中最小编号为2时,有C(n-1,3)种取法。
......然后一直这么枚举下去,得两边相等~
3)
给2n个球编号为1 ~ 2*n。
从中取出n个球,有C(2n,n)种取法。
在取出的球中,编号<=n的球恰有k个的情况,有C(n,k)*C(n,n-k)
种。注意到C(n,n-k)=C(n,k)这个exciting的事实。得证。