$$ \binom{n}{0} + \binom{n}{1} + \cdots + \binom{n}{n} = 2^n $$
這個定理原來是這麼顯而易見的!這是因為我在研究 Stenograph Keyboard 的按鍵組合:
Stenograph Keyboard 鍵有四個元音鍵 AOEU,可以同時按下,總共能代表多少種元音組合?
如果是為了計算答案,就會用「每個按鍵有兩個可能的狀態,所以是二的四次方」這種作弊的方法思考。
但真的需要使用 EU、AO 這種組合鍵代表不同輔音的時候,真的要把所有組合列出來的時候,我就完全忘記了這回事,而是會用「n 個鍵的組合有多少」來思考。
自然就會從 $C_{1}^{n}$ 開始一路數到 $C_{n}^{n}$
- A
- O
- E
- U
- AO
- AE
- AU
- OE
- OU
- EU
- AOE
- AOU
- AEU
- OEU
- AOEU
得出結論,總組合數就是 $C_{1}^{4} + C_{1}^{4} + \cdots + C_{4}^{4}$,這個是帕斯卡三角形第四層的總和減一。
等到我突然想起還能用二次方計算的時候,這個定理也就重新被我發現了。明明學離散數學的時候完全不明白。
特別是我根本不會去考慮 $C_{0}^{4}$ 的情況,因為什麼都不按根本不能用來代表一個元音。所以是$ \binom{n}{1} + \binom{n}{2} + \cdots + \binom{n}{n} = 2^n - 1$。乾脆把三角形的左邊的一排 1 劃掉好了。
- 1
- 2 1
- 3 3 1
- 4 6 4 1
- 5 10 10 5 1
- …