關(guān)于排列組合的A與C
在我高中最后的時光里,數(shù)學(xué)老師教到排列組合,很遺憾,我沒有學(xué)習(xí)完這部分知識,導(dǎo)致我一直不清楚這兩個運(yùn)算符是什么意思,直到今天,突然明白它們的意義與計算方法。
首先引入計算符A(n,m)來表示某種排列組合問題的解:
有5個數(shù)字1、2、3、4、5,任意選3個不重復(fù)的數(shù)字組成一個序列,這樣的序列有多少?
這個問題很簡單,第一位數(shù)字有5種選擇,由于不能選重復(fù)的數(shù)字,第二位數(shù)字只有4種選擇,第3位只有3種選擇了,所以總共有5x4x3=60個序列。
A(3,5)可以表示這個問題的解

A(3,5)可以用階乘來表示

接下來引入C來表示另一種排列組合問題的解:
這問題和第一個問題類似,同樣是5選3,不同的是我們將所含數(shù)字相同的看成是一樣的,比如123、231這兩個選取我們會視為相同的選取。
這個問題的解用C(3,5)來表示

C(3,5)是多少?我們從A(3,5)對應(yīng)的60個中剔除掉重復(fù)的就行,哪一些是重復(fù)的?
像123、213、321.....這些在此問題中都視為重復(fù)的,它們所含的數(shù)字是一樣的但是排列不同
三個數(shù)字總共能有多少排列?答案是A(3,3)=3x2x1=6,
所以C(3,5)=A(3,5)/A(3,3)=10
這兒還有一些簡單的性質(zhì)
C(n,m)=C(m-n,m)

A(m,m)=A(m-1,m)

狹義的二項式定理
狹義的二項式定理是指 求(a+b)^n展開后的項系數(shù)的公式,其中n為正整數(shù),來討論一下二項式定理的推導(dǎo)過程,

在實數(shù)乘法的運(yùn)算律下,這是一個排列組合問題,這個問題本質(zhì)上和“拋n次硬幣,求某種特定結(jié)果在所有結(jié)果中的占比?”是一樣的,兩個問題用的公式是一樣的,后者求出來那叫二項分布,這可能是它叫二項式定理的原因之一。

接下來給出兩種推導(dǎo)過程,在此之前,我們可以先將問題具體化:求(a+b)^5展開后a^2*b的系數(shù)。
第一種(用C):

2個a位置已經(jīng)蘊(yùn)含了b的位置,所以我們只要看選2個a有多少種選法就行。

5選2無關(guān)排列,所以答案是C(2,5)


第二種(不用C,畫蛇添足版)

上圖的選法我們可以寫成ababb,還可以這樣選:aabbb、abbba......,其他的選法和原來的只有排列不同。aabbb有5個元素,總共有A(5,5)個排列(置換),但是像a與a或b與b之間的置換也被包含在A(5,5)中,所以我們要剔除這種重復(fù)的,2個a有A(2,2)個排列,3個b有A(3,3)種排列,所以答案是A(5,5)/(A(2,2)*A(3,3))=10
