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과학

이항계수

이항계수과학
영문명
Binomial coefficient
대표 표기
C(n,k) 또는 ⁿCₖ
계산식
n! / (k!(n−k)!)
대칭 관계
C(n,k) = C(n,n−k)
이항계수는 서로 다른 n개 가운데 순서를 구분하지 않고 k개를 고르는 경우의 수다. 0≤k≤n인 정수에 대해 n!/(k!(n−k)!)로 계산하며, 이항식의 거듭제곱을 전개할 때 계수로 나타난다.

순서를 지우는 셈

다섯 개 중 두 개를 순서 있게 고르면 5×4=20가지다. 한 쌍의 두 원소를 고르는 순서가 두 번씩 세어지므로 2!로 나누어 10가지를 얻는다. 일반적인 k개 선택에서도 같은 선택의 순서 k!개를 나누어 제거한다.

고르지 않은 쪽 보기

일곱 개에서 두 개를 고르는 것은 남길 다섯 개를 정하는 것과 일대일로 대응한다. 따라서 C(7,2)=C(7,5)=21이다. n개에서 하나도 고르지 않는 방법과 모두 고르는 방법은 각각 하나이므로 C(n,0)=C(n,n)=1이다.

파스칼의 관계

특정 원소 하나를 포함하는 선택과 포함하지 않는 선택으로 나누면 C(n,k)=C(n−1,k−1)+C(n−1,k)가 된다. 이 관계로 이항계수를 줄마다 배열한 파스칼 삼각형을 만들 수 있다. 경계의 값은 1로 두고 안쪽 값은 위의 두 값을 더한다.

전개식의 계수

(a+b)³에서 a²b의 계수는 C(3,1)=3이다. 세 괄호 가운데 어느 하나에서 b를 고를지 세 가지이기 때문이다. 나머지 괄호에서는 a를 고른다. 이런 선택의 원리가 이항정리의 각 계수를 만든다.

관련 문서

계승 / 조합 / 이항정리 / 파스칼의 삼각형 / 곱셈 / 수열