강의 38 — 조합과 뉴턴 이항정리
조합 C(n,r): 순서를 고려하지 않고 n개에서 r개를 선택. 파스칼 삼각형, 파스칼 항등식, 뉴턴 이항정리.
Used in: 1학년 고등학교 (15–16세) · 일본 수학 I 2장 동등 · 독일 10-11학년 확률론 동등
Rigorous notation, full derivation, hypotheses
엄밀한 정의
단순 조합
순열과의 관계
기본 성질
파스칼 삼각형
파스칼 점화식 이 삼각형을 만든다. 각 항목은 바로 위의 두 항목의 합이다.
파스칼 삼각형 — 행 0부터 6까지. 4행(강조)은 의 계수를 포함한다.
뉴턴 이항정리
"이항 계수 은 n개 원소를 가진 집합에서 r개 원소의 부분집합 개수이다." — Hammack, Book of Proof 3판, §3.3
"파스칼 삼각형의 각 수는 바로 위의 두 수의 합이다." — Levin, Discrete Mathematics: An Open Introduction, §1.2
풀이된 예제
Exercise list
40 exercises · 10 with worked solution (25%)
- Ex. 38.1Application
를 계산하시오.
- Ex. 38.2ApplicationAnswer key
를 계산하시오.
- Ex. 38.3Application
를 계산하시오.
- Ex. 38.4Application
모든 에 대해 의 값은? 조합론적으로 정당화하시오.
- Ex. 38.5Application
모든 에 대해 의 값은? 조합론적으로 정당화하시오.
- Ex. 38.6ApplicationAnswer key
대칭성 을 사용하여 을 계산하시오.
- Ex. 38.7ApplicationAnswer key
파스칼 항등식을 수치로 검증하시오: . 세 이항계수 모두 계산하시오.
- Ex. 38.8Application
10명의 그룹에서 4명의 위원회를 선택하는 서로 다른 방법은 몇 가지인가?
- Ex. 38.9Application
메가-세나는 60개 중 6개의 십위를 추출한다. 몇 가지 서로 다른 단순 베팅이 존재하는가?
- Ex. 38.10Application
15명의 학생으로 4명의 그룹을 몇 개 형성할 수 있는가?
- Ex. 38.11Application
집합 는 (공집합과 전체를 포함한) 몇 개의 서로 다른 부분집합을 가지는가?
- Ex. 38.12ApplicationAnswer key
52장 카드 바닥에서 5장을 뽑을 수 있는 서로 다른 손은 몇 개인가?
- Ex. 38.13Application
뉴턴 이항정리에 의한 전개에서 의 계수는?
- Ex. 38.14Application
의 전개에서 의 계수는?
- Ex. 38.15Application
뉴턴 이항정리로 를 전개하시오. 모든 항을 쓰시오.
- Ex. 38.16Application
뉴턴 이항정리로 을 전개하시오.
- Ex. 38.17ApplicationAnswer key
의 중간 항(4번째 항, )은?
- Ex. 38.18Application
전개에서 의 계수는?
- Ex. 38.19Application
을 만족하는 의 값을 찾으시오.
- Ex. 38.20Application
전개에서 의 계수는?
- Ex. 38.21Application
에 대해 명시적으로 를 검증하시오. 모든 항을 나열하시오.
- Ex. 38.22Application
정팔각형의 3개 꼭짓점을 이으면 만들어지는 서로 다른 삼각형은 몇 개인가?
- Ex. 38.23Application
10각형은 몇 개의 대각선을 가지는가?
- Ex. 38.24Application
을 계산하시오.
- Ex. 38.25Application
파스칼 삼각형의 7행(인덱스 6)의 모든 값을 쓰시오.
- Ex. 38.26ApplicationAnswer key
전개에서 의 계수는?
- Ex. 38.27Understanding
조합 과 배열 사이의 개념적 차이는?
- Ex. 38.28Modeling
10명의 남성과 8명의 여성 그룹에서 정확히 3명의 남성과 2명의 여성으로 이루어진 5명 위원회를 몇 가지 방법으로 형성할 수 있는가?
- Ex. 38.29ModelingAnswer key
의 음이 아닌 정수 해는 몇 개인가?
- Ex. 38.30Modeling
52장 카드 바닥에서 5장 손 중 정확히 2개 에이스를 가지는 손은 몇 개인가?
- Ex. 38.31Modeling
에서 까지 오른쪽 또는 위로만 이동하는 단위 경로는 몇 개인가?
- Ex. 38.32Modeling
한 매표로 메가-세나(60개 중 6)를 이길 확률은?
- Ex. 38.33ModelingAnswer key
시장 조사에서 분석가가 20개 포트폴리오에서 분석할 5개 제품을 선택해야 한다. 이 선택을 몇 가지 방법으로 할 수 있는가?
- Ex. 38.34Modeling
공정한 동전을 10번 던진다. 이항 분포 를 사용하여 정확히 5개의 앞면이 나올 확률을 계산하시오.
- Ex. 38.35Modeling
8개의 동일한 사탕을 3명의 아이에게 분배하는 방법은 몇 가지인가 (각 아이는 0개 이상 받을 수 있음)?
- Ex. 38.36ModelingAnswer key
30명의 반에서 5명의 팀을 몇 개 형성할 수 있는가?
- Ex. 38.37Understanding
왜 인가? 올바른 조합론적 해석은?
- Ex. 38.38Understanding
를 증명하는 가장 우아한 방법은?
- Ex. 38.39ChallengeAnswer key
전개에서 x의 무관한 항의 계수는?
- Ex. 38.40Proof
n에 대한 귀납으로 이항정리를 증명하시오. 귀납 단계에서 파스칼 항등식이 사용되는 부분을 명시하시오.
출처
- Book of Proof, 3판 — Richard Hammack · 2018 · EN · CC-BY-ND · §3.1 (목록과 조합), §3.3 (부분집합), §3.4 (파스칼 삼각형과 이항). 기본 출처.
- OpenStax Algebra and Trigonometry 2e — Jay Abramson et al. · 2022 · EN · CC-BY 4.0 · §13.5 (세기 원리), §13.6 (이항정리).
- Discrete Mathematics: An Open Introduction, 3판 — Oscar Levin · 2019 · EN · CC-BY-SA · §1.2–§1.3 (이항 계수와 조합론적 항등식).