數學雜記(技)

HaHeHyt發表於2024-04-04

經典組合數求和等於斐波那契等式

\(\sum\limits_{i=0}^n \dbinom{n-i}{i}=f_{n+1}\),其中 \(f\) 為斐波那契數列。

證法 \(1\)

\(\sum\limits_{i=0}^n \dbinom{n-i}{i}=\sum\limits_{i=0}^n [x^i](1+x)^{n-i}=[x^n]\sum\limits_{i=0}^n x^{n-i}(1+x)^{n-i}=[x^n] \dfrac{1}{1-x-x^2}=[x^{n+1}] \dfrac{x}{1-x-x^2}=f_{n+1}\)

由斐波那契數列遞推式易證其生成函式式 \(\dfrac{x}{1-x-x^2}\)

證法 \(2\)

考慮組合意義:\(f_{n+1}\) 表示選若干個 \(1\)\(2\) 和為 \(n\) 的方案數。

列舉選取的數的個數 \(i\),則接下來要在 \(i\) 個數中選 \(n-i\) 個數 \(+1\),方案為 \(\dbinom{i}{n-i}\)

於是 \(f_{n+1}=\sum\limits_{i=0}^n \dbinom{i}{n-i}=\sum\limits_{i=0}^n \dbinom{n-i}{i}\)

經典和為 \(m\) 倍數問題

\(1\sim n\) 有多少個子集和為 \(m\) 倍數。

參考P10084