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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

(nr)=n!r!(nr)!\binom{n}{r} = \frac{n!}{r!\,(n-r)!}
Choose your door

Rigorous notation, full derivation, hypotheses

엄밀한 정의

단순 조합

순열과의 관계

기본 성질

파스칼 삼각형

파스칼 점화식 (nr)=(n1r1)+(n1r)\binom{n}{r} = \binom{n-1}{r-1} + \binom{n-1}{r}이 삼각형을 만든다. 각 항목은 바로 위의 두 항목의 합이다.

111121133114641151010511615201561

파스칼 삼각형 — 행 0부터 6까지. 4행(강조)은 (a+b)4(a+b)^4의 계수를 포함한다.

뉴턴 이항정리

"이항 계수 (nr)\binom{n}{r}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%)

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

    (52)\binom{5}{2}를 계산하시오.

  2. Ex. 38.2ApplicationAnswer key

    (83)\binom{8}{3}를 계산하시오.

  3. Ex. 38.3Application

    (105)\binom{10}{5}를 계산하시오.

  4. Ex. 38.4Application

    모든 n0n \geq 0에 대해 (n0)\binom{n}{0}의 값은? 조합론적으로 정당화하시오.

  5. Ex. 38.5Application

    모든 n1n \geq 1에 대해 (n1)\binom{n}{1}의 값은? 조합론적으로 정당화하시오.

  6. Ex. 38.6ApplicationAnswer key

    대칭성 (nr)=(nnr)\binom{n}{r} = \binom{n}{n-r}을 사용하여 (2018)\binom{20}{18}을 계산하시오.

  7. Ex. 38.7ApplicationAnswer key

    파스칼 항등식을 수치로 검증하시오: (62)+(63)=(73)\binom{6}{2} + \binom{6}{3} = \binom{7}{3}. 세 이항계수 모두 계산하시오.

  8. Ex. 38.8Application

    10명의 그룹에서 4명의 위원회를 선택하는 서로 다른 방법은 몇 가지인가?

  9. Ex. 38.9Application

    메가-세나는 60개 중 6개의 십위를 추출한다. 몇 가지 서로 다른 단순 베팅이 존재하는가?

  10. Ex. 38.10Application

    15명의 학생으로 4명의 그룹을 몇 개 형성할 수 있는가?

  11. Ex. 38.11Application

    집합 {a,b,c,d,e}\{a, b, c, d, e\}는 (공집합과 전체를 포함한) 몇 개의 서로 다른 부분집합을 가지는가?

  12. Ex. 38.12ApplicationAnswer key

    52장 카드 바닥에서 5장을 뽑을 수 있는 서로 다른 손은 몇 개인가?

  13. Ex. 38.13Application

    뉴턴 이항정리에 의한 (1+x)5(1 + x)^5 전개에서 x3x^3의 계수는?

  14. Ex. 38.14Application

    (x+y)6(x + y)^6의 전개에서 x4y2x^4 y^2의 계수는?

  15. Ex. 38.15Application

    뉴턴 이항정리로 (x+1)4(x + 1)^4를 전개하시오. 모든 항을 쓰시오.

  16. Ex. 38.16Application

    뉴턴 이항정리로 (2x3)3(2x - 3)^3을 전개하시오.

  17. Ex. 38.17ApplicationAnswer key

    (a+b)6(a + b)^6의 중간 항(4번째 항, T4T_4)은?

  18. Ex. 38.18Application

    (2x+3)10(2x + 3)^{10} 전개에서 x7x^7의 계수는?

  19. Ex. 38.19Application

    (20p)=(20p2)\binom{20}{p} = \binom{20}{p-2}을 만족하는 pp의 값을 찾으시오.

  20. Ex. 38.20Application

    (1+x)20(1 + x)^{20} 전개에서 x10x^{10}의 계수는?

  21. Ex. 38.21Application

    n=5n = 5에 대해 명시적으로 r=05(5r)=25\displaystyle\sum_{r=0}^{5} \binom{5}{r} = 2^5를 검증하시오. 모든 항을 나열하시오.

  22. Ex. 38.22Application

    정팔각형의 3개 꼭짓점을 이으면 만들어지는 서로 다른 삼각형은 몇 개인가?

  23. Ex. 38.23Application

    10각형은 몇 개의 대각선을 가지는가?

  24. Ex. 38.24Application

    (93)\binom{9}{3}을 계산하시오.

  25. Ex. 38.25Application

    파스칼 삼각형의 7행(인덱스 6)의 모든 값을 쓰시오.

  26. Ex. 38.26ApplicationAnswer key

    (1+x)10(1 + x)^{10} 전개에서 x5x^5의 계수는?

  27. Ex. 38.27Understanding

    조합 (nr)\binom{n}{r}과 배열 P(n,r)P(n, r) 사이의 개념적 차이는?

  28. Ex. 38.28Modeling

    10명의 남성과 8명의 여성 그룹에서 정확히 3명의 남성과 2명의 여성으로 이루어진 5명 위원회를 몇 가지 방법으로 형성할 수 있는가?

  29. Ex. 38.29ModelingAnswer key

    x+y+z=10x + y + z = 10의 음이 아닌 정수 해는 몇 개인가?

  30. Ex. 38.30Modeling

    52장 카드 바닥에서 5장 손 중 정확히 2개 에이스를 가지는 손은 몇 개인가?

  31. Ex. 38.31Modeling

    (0,0)(0, 0)에서 (5,3)(5, 3)까지 오른쪽 또는 위로만 이동하는 단위 경로는 몇 개인가?

  32. Ex. 38.32Modeling

    한 매표로 메가-세나(60개 중 6)를 이길 확률은?

  33. Ex. 38.33ModelingAnswer key

    시장 조사에서 분석가가 20개 포트폴리오에서 분석할 5개 제품을 선택해야 한다. 이 선택을 몇 가지 방법으로 할 수 있는가?

  34. Ex. 38.34Modeling

    공정한 동전을 10번 던진다. 이항 분포 P(X=k)=(nk)pk(1p)nkP(X = k) = \binom{n}{k} p^k (1-p)^{n-k}를 사용하여 정확히 5개의 앞면이 나올 확률을 계산하시오.

  35. Ex. 38.35Modeling

    8개의 동일한 사탕을 3명의 아이에게 분배하는 방법은 몇 가지인가 (각 아이는 0개 이상 받을 수 있음)?

  36. Ex. 38.36ModelingAnswer key

    30명의 반에서 5명의 팀을 몇 개 형성할 수 있는가?

  37. Ex. 38.37Understanding

    (nr)=(nnr)\binom{n}{r} = \binom{n}{n-r}인가? 올바른 조합론적 해석은?

  38. Ex. 38.38Understanding

    r=0n(nr)=2n\displaystyle\sum_{r=0}^{n} \binom{n}{r} = 2^n를 증명하는 가장 우아한 방법은?

  39. Ex. 38.39ChallengeAnswer key

    (x+1x)10\left(x + \dfrac{1}{x}\right)^{10} 전개에서 x의 무관한 항의 계수는?

  40. Ex. 38.40Proof

    n에 대한 귀납으로 이항정리를 증명하시오. 귀납 단계에서 파스칼 항등식이 사용되는 부분을 명시하시오.

출처

Updated on 2026-05-11 · Author(s): Clube da Matemática

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