组合数
从 nnn 个不同元素中,任取 m(m≤n)m(m≤n)m(m≤n) 个元素并成一组,叫做从 nnn 个不同元素中取出 mmm 个元素的一个组合;从 nnn 个不同元素中取出 m(m≤n)m(m≤n)m(m≤n) 个元素的所有组合的个数,叫做从 nnn 个不同元素中取出 mmm 个元素的 组合数,记作 CnmC_n^mCnm。
注意:
- 线性文本中的 C(n,m)C(n,m)C(n,m) 等价于本文中的 CnmC_n^mCnm。
- 特别地,∀n>0\forall n>0∀n>0 有 Cn0=1.C_n^0=1.Cn0=1.
组合数的性质
- (定义式)∀m,n∈N\forall m,n\in \N∀m,n∈N 有 Cnm=n!m!(n−m)!C_n^m=\frac{n!}{m!(n-m)!}Cnm=m!(n−m)!n!
- ∀m,n∈N∗\forall m,n\in \N^*∀m,n∈N∗ 且 m≠nm\neq nm̸=n 有 Cnm=Cnn−mC_n^m=C_n^{n-m}Cnm=Cnn−m
证明: 由 定义式 易得。 - ∀m,n∈N∗\forall m,n\in \N^*∀m,n∈N∗ 有 Cnm=Cn−1m−1+Cn−1mC_n^m=C_{n-1}^{m-1}+C_{n-1}^mCnm=Cn−1m−1+Cn−1m
证明: 右边=(n−1)!(m−1)!(n−m)!+(n−1)!m!(n−m−1)!=(n−1)!×mm!(n−m)!+(n−1)!×(n−m)m!(n−m)!=(n−1)!×(m+n−m)m!(n−m)!=n!m!(n−m)!=Cnm.\begin{aligned}右边&=\frac{(n-1)!}{(m-1)!(n-m)!}+\frac{(n-1)!}{m!(n-m-1)!}\\ &=\frac{(n-1)!\times m}{m!(n-m)!}+\frac{(n-1)!\times(n-m)}{m!(n-m)!}\\ &=\frac{(n-1)!\times(m+n-m)}{m!(n-m)!}\\ &=\frac{n!}{m!(n-m)!}\\ &=C_n^m.\end{aligned}右边=(m−1)!(n−m)!(n−1)!+m!(n−m−1)!(n−1)!=m!(n−m)!(n−1)!×m+m!(n−m)!(n−1)!×(n−m)=m!(n−m)!(n−1)!×(m+n−m)=m!(n−m)!n!=Cnm.
Q.E.D..\text{Q.E.D..}Q.E.D..
Lucas 定理
Lucas 定理 是用来求 Cnmmod  pC_n^m\mod pCnmmodp, ppp 是素数的值,CNmmod  p=Cnpmp×Cnmod  pmmod  pmod  pC_N^m\mod p=C_{\frac{n}p}^{\frac{m}p}\times C_{n\mod p}^{m\mod p}\mod pCNmmodp=Cpnpm×Cnmodpmmodpmodp