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Lição 38 — Combinações e binômio de Newton

Combinação C(n,r): selecionar r objetos de n sem importar a ordem. Triângulo de Pascal, identidade de Pascal, teorema do binômio de Newton.

Used in: 1.º ano do EM (15–16 anos) · Equiv. Math I japonês cap. 2 · Equiv. Klasse 10–11 alemã Stochastik

(nr)=n!r!(nr)!\binom{n}{r} = \frac{n!}{r!\,(n-r)!}
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Rigorous notation, full derivation, hypotheses

厳密な定義

単純組合

順列との関係

基本的性質

パスカルの三角形

パスカルの恒等式(nr)=(n1r1)+(n1r)\binom{n}{r} = \binom{n-1}{r-1} + \binom{n-1}{r}が三角形を生成します。各要素は、その上の2つの要素の合計です。

111121133114641151010511615201561

パスカルの三角形 — 第0行から第6行。第4行(強調表示)は(a+b)4(a+b)^4の係数を含みます。

ニュートンの二項定理

「二項係数(nr)\binom{n}{r}は、n個の要素からなる集合のr要素部分集合の数です。」— Hammack, Book of Proof 3ª ed., §3.3

「パスカルの三角形のすべての数は、その直上にある2つの数の合計です。」— Levin, Discrete Mathematics: An Open Introduction, §1.2

解答付き例

Exercise list

40 exercises · 10 with worked solution (25%)

Application 26Understanding 3Modeling 9Challenge 1Proof 1
  1. Ex. 38.1Application

    (52)\binom{5}{2}を計算します。

  2. Ex. 38.2ApplicationAnswer key

    (83)\binom{8}{3}を計算します。

  3. Ex. 38.3Application

    (105)\binom{10}{5}を計算します。

  4. Ex. 38.4Application

    任意のn0n \geq 0に対して(n0)\binom{n}{0}の値は何ですか?組合論的に正当化してください。

  5. Ex. 38.5Application

    任意のn1n \geq 1に対して(n1)\binom{n}{1}の値は何ですか?組合論的に正当化してください。

  6. Ex. 38.6ApplicationAnswer key

    対称性(nr)=(nnr)\binom{n}{r} = \binom{n}{n-r}を使って(2018)\binom{20}{18}を計算します。

  7. Ex. 38.7ApplicationAnswer key

    パスカルの恒等式を数値的に検証:(62)+(63)=(73)\binom{6}{2} + \binom{6}{3} = \binom{7}{3}。3つの二項係数をすべて計算します。

  8. Ex. 38.8Application

    10人のグループから4人の委員会を選ぶ方法は何通りですか?

  9. Ex. 38.9Application

    メガセナは60の利用可能な十進数から6つを抽選します。異なる単純な賭けはいくつ存在しますか?

  10. Ex. 38.10Application

    15人の学生から4人のグループをいくつ形成できますか?

  11. Ex. 38.11Application

    集合{a,b,c,d,e}\{a, b, c, d, e\}は(空と全体を含む)何個の異なる部分集合を持ちますか?

  12. Ex. 38.12ApplicationAnswer key

    52枚のデッキから引き出すことができる異なる5カードハンドは何個ありますか?

  13. Ex. 38.13Application

    ニュートンの二項定理による(1+x)5(1 + x)^5の展開でのx3x^3の係数は何ですか?

  14. Ex. 38.14Application

    (x+y)6(x + y)^6の展開でのx4y2x^4 y^2の係数は何ですか?

  15. Ex. 38.15Application

    ニュートンの二項定理で(x+1)4(x + 1)^4を展開します。すべての項を書きます。

  16. Ex. 38.16Application

    ニュートンの二項定理で(2x3)3(2x - 3)^3を展開します。

  17. Ex. 38.17ApplicationAnswer key

    (a+b)6(a + b)^6の中間項(第4項、T4T_4)は何ですか?

  18. Ex. 38.18Application

    (2x+3)10(2x + 3)^{10}の展開でのx7x^7の係数は何ですか?

  19. Ex. 38.19Application

    (20p)=(20p2)\binom{20}{p} = \binom{20}{p-2}となるpの値を見つけます。

  20. Ex. 38.20Application

    (1+x)20(1 + x)^{20}の展開でのx10x^{10}の係数は何ですか?

  21. Ex. 38.21Application

    n=5n = 5の場合、r=05(5r)=25\displaystyle\sum_{r=0}^{5} \binom{5}{r} = 2^5を明示的に検証します。すべての項をリストします。

  22. Ex. 38.22Application

    正八角形の3つの頂点を結んで、何個の異なる三角形を形成できますか?

  23. Ex. 38.23Application

    10辺のポリゴンには対角線がいくつありますか?

  24. Ex. 38.24Application

    (93)\binom{9}{3}を計算します。

  25. Ex. 38.25Application

    パスカルの三角形の第7行(インデックス6)のすべての値を書きます。

  26. Ex. 38.26ApplicationAnswer key

    (1+x)10(1 + x)^{10}の展開でのx5x^5の係数は何ですか?

  27. Ex. 38.27Understanding

    組合(nr)\binom{n}{r}と順列P(n,r)P(n, r)の概念的な違いは何ですか?

  28. Ex. 38.28Modeling

    10人の男性と8人の女性のグループから、ちょうど3人の男性と2人の女性の5人委員会をいくつ形成できますか?

  29. Ex. 38.29ModelingAnswer key

    方程式x+y+z=10x + y + z = 10は何個の非負整数解を持ちますか?

  30. Ex. 38.30Modeling

    52枚のデッキでは、正確に2枚のエースを持つ5カードハンドは何個ありますか?

  31. Ex. 38.31Modeling

    右または上への単位ステップのみを使用して、(0,0)(0, 0)から(5,3)(5, 3)への異なるパスはいくつありますか?

  32. Ex. 38.32Modeling

    1枚のチケット(60中6十進数)でメガセナに勝つ確率は何ですか?

  33. Ex. 38.33ModelingAnswer key

    市場調査では、分析官は20の製品ポートフォリオから5つの製品を分析するために選択する必要があります。この選択は何通りできますか?

  34. Ex. 38.34Modeling

    公正なコインが10回投げられます。二項分布P(X=k)=(nk)pk(1p)nkP(X = k) = \binom{n}{k} p^k (1-p)^{n-k}を使用して、正確に5つのヘッドを取得する確率を計算します。

  35. Ex. 38.35Modeling

    8つの同一キャンディーを3人の子供に配布する方法は何通りですか(各子供がゼロ以上を受け取ることができます)?

  36. Ex. 38.36ModelingAnswer key

    30人の学生のクラスから5人のチームをいくつ形成できますか?

  37. Ex. 38.37Understanding

    なぜ(nr)=(nnr)\binom{n}{r} = \binom{n}{n-r}ですか?正しい組合論的解釈は何ですか?

  38. Ex. 38.38Understanding

    r=0n(nr)=2n\displaystyle\sum_{r=0}^{n} \binom{n}{r} = 2^nを証明する最も優雅な方法は何ですか?

  39. Ex. 38.39ChallengeAnswer key

    (x+1x)10\left(x + \dfrac{1}{x}\right)^{10}の展開でのxに依存しない項の係数は何ですか?

  40. Ex. 38.40Proof

    nの帰納法によって二項定理を証明します。パスカルの恒等式が帰納的ステップのどこで使用されるかを明示的に識別します。

出所

Updated on 2026-05-05 · Author(s): Clube da Matemática

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