高中排列組合Cn和An公式推導(dǎo)
排列組合是高中數(shù)學(xué)中非常重要的一門課程,其中Cn和An是排列組合中最為經(jīng)典的兩個(gè)公式。下面我們將對(duì)這兩個(gè)公式進(jìn)行推導(dǎo)。
首先,讓我們來(lái)推導(dǎo)Cn。Cn表示從n個(gè)物品中選出n個(gè)物品的組合數(shù),即Cn=n!(n-r)!,其中n為物品總數(shù),r為選取物品的數(shù)量。
為了推導(dǎo)Cn,我們需要將n!分解成多個(gè)等式的乘積。具體來(lái)說(shuō),我們可以從以下兩個(gè)等式開始推導(dǎo):
Cn=n!(n-r)!Cn=n!(n-r)!
2Cn=n(n+1)(2n+1)/6Cn=n(n+1)(2n+1)/6
從第一個(gè)等式開始,我們可以將n!(n-r)!展開,得到:
Cn=n!(n-r)!=n!(n-(n-r))!Cn=n!(n-r)!=n!(n-(n-r))!
將等式兩邊同時(shí)除以n!,得到:
Cn=n!(n-r)!n!Cn=n!(n-r)!n!
將n!(n-r)!展開,得到:
Cn=n!(n-r)!=n!(n-(n-r))!n!(n-r)!=n!(n-r)!(n+r)!Cn=n!(n-r)!=n!(n-(n-r))!n!(n-r)!=n!(n-r)!(n+r)!
將等式兩邊同時(shí)除以n!(n-r)!,得到:
Cn=n!(n-r)!n!(n-r)!n!(n-r)!=n!(n-r)!n!(n-r)!n!(n-r)!=n!(n-r)!(n+r)!(n-r)!Cn=n!(n-r)!n!(n-r)!n!(n-r)!=n!(n-r)!(n+r)!(n-r)!
將等式兩邊同時(shí)除以n!(n-r)!,得到:
Cn=n!(n-r)!(n+r)!Cn=n!(n-r)!(n+r)!=n!(n-r)!(n+r)!(n+r)!Cn=n!(n-r)!(n+r)!=n!(n-r)!(n+r)!(n+r)!
從以上推導(dǎo)可以看出,Cn可以通過(guò)將n!分解成多個(gè)等式的乘積,然后分別除以每個(gè)等式的乘積,得到最終的答案。
接下來(lái),我們來(lái)推導(dǎo)An。An表示從n個(gè)物品中選出an個(gè)物品的組合數(shù),即An=n!(n-a)!,其中a為選取物品的數(shù)量。
為了推導(dǎo)An,我們需要將n!分解成多個(gè)等式的乘積。具體來(lái)說(shuō),我們可以從以下兩個(gè)等式開始推導(dǎo):
An=n!(n-a)!An=n!(n-a)!
2An=n(n+1)(2n+1)/6An=n(n+1)(2n+1)/6
從第一個(gè)等式開始,我們可以將n!(n-a)!展開,得到:
An=n!(n-a)!=n!(n-(n-a))!An=n!(n-a)!=n!(n-(n-a))!
將等式兩邊同時(shí)除以n!(n-a)!,得到:
An=n!(n-a)!n!(n-a)!=n!(n-a)!(n+a)!An=n!(n-a)!n!(n-a)!=n!(n-a)!(n+a)!
將等式兩邊同時(shí)除以n!(n-a)!,得到:
An=n!(n-a)!(n+a)!(n+a)!An=n!(n-a)!(n+a)!(n+a)!
從以上推導(dǎo)可以看出,An可以通過(guò)將n!分解成多個(gè)等式的乘積,然后分別除以每個(gè)等式的乘積,得到最終的答案。
綜上所述,我們可以從Cn和An的推導(dǎo)中得出結(jié)論:
Cn=n!(n-r)!n!(n-r)!An=n!(n-a)!(n+a)!(n+a)!