容斥原理

cn是大帅哥886發表於2024-08-17

二項式係數


二項式定理證明過程


(x + y)^n = (x + y)(x + y)(x + y)........(x + y)

我們先展開式子,得出以上等式。

為了方便,我們以n=3舉例

(x + y)^3 = (x + y)(x + y)(x + y)

對於每一個因式(即每一個(x+y)),都可以選擇x或者y和其他的因式(即其他的(x+y))也選出x或者y相乘,然後經過很多次後,把這些相乘的結果相加,是不是就是原來的結果?如下圖:

相同的引數可以合併同類項。

有n個因式,假設有2個因式都選擇了x,那麼x就是二次方,我們再考慮係數。

係數不就是C(n, 2)嗎,就是看有多少種是相同的引數,然後才能合併同型別。

y同理,由於2個因式選擇x,那麼剩下一個因式選擇y。所以是一次方,C(n, 3-2)=3,y的係數也是3

根據C(n, r) = C(n, n-r),我們可以把x,y合併(在後面我會證明)

也就是 C(n, 2)*x^2*y

所以就得出下列式子:

(x + y)^n = sigma( C(n, r) · x^r · y ^ (n-r) )

其中r=0~n

一些結論的證明


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