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组合;
证毕.
推论1 (1.8)
证明:事实上,从 个不同的元素中选取 个元素,就有 个元素没有
被选出. 因此选出 个元素的方式数等于选出 个元素的方式数,即
. 证毕
式(1.8)的证明也可由公式(1.7)得出,事实上
推论2 (Pascal公式)
(1.9)
证明:
证毕. ; 这个公式也可用组合分析的方法论证:
在集合 的 个元素中固定一个元素,不妨设为 ,于是,从 个元素中取 个元素的组合就有下面两种情形组成:
1) 个元素中包含 ,这可以从除去 的 个元素中取 个元素
的组合,然后将 加入而得到,其组合个数为 .
2) 个元素中不包含 ,这可以从除??? 的 个元素中取 个元素的
组合而得到,其组合个数为 .
由加法法则即得
利用式(1.9)和初始值 ,对所有非负整数可计算出一张三角形阵列(P8),通常称这个三角阵列为杨辉三角形或Pascal三角形.
值得注意的是,如果仔细考察表,可以发现组合中的一些关系式及其一些
有趣的性质.
推论3
(1.10)
证明:反复应用Pascal公式容易得到式(1.10).
; [例1] 在一个平面上有42个点,且没有任何三个点在同一条直线上. 通过
这些点可以确定多少条不相同的直线?可以构成多少个位置不相同的三角形?
解:由于没有三个点在一条线上,故每两个点可确定唯一的一条直线. 故
有
条不同直线.
又由于任意三点可以构成一个三角形,故有
个位置不同的三角形.
[例2] 数510510能被多少个不同的奇数整数?
解:由于510510=2·3·5·7·11·13·17,其中除2是偶数外都是奇数.
于是要整除510510的奇数只能是除2以外的奇素数之积,而且在一个积中一个奇
数至多出现一次. 奇素数之积分下面几种情况讨论:
只包含一个奇素数,一共有 个
包含两个奇素数,一共 个
包含三个奇素数,一共 个
包含四个奇素数,一共 个
包含五个奇素数,一共 个
包含六个奇素数,一共 个
于是,由加法法则知总共有6+15+20+15+6+1=63个.
故510510能被63个不同的奇数整除.; 上面,我们研究了从 个不同的元素中选取 个不同元素的组合. 下面
我们考虑从 个不同的元素中,允许重复地从中选取 个元素的组合,这就是
重复组合.
定义1.5 从重集 中选取 个元素不考虑次序组合
起来,称为从 中取 个元素的重复组合. 用 表示从 中取 个元素的
重复组合种数.
例如 ,则 都是 的2组合.
在集合 中,若 ,则由下面的定理.
定理1.6 的 -组合数为
(1.11)
证明:设 个元素 和自然数 一一对应. 于是所考虑的任
何组合便可看成是一个 个数的组合 ,由于是组合,不妨认为各 是
按大小次序排列的. 相同的 连续地排在一起. 如按 排列.
又令 ,即
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