張爾光
【摘要】本文依照循序逐增原理將組合數(shù)編為組合數(shù)表,從中發(fā)現(xiàn)了組合數(shù)表的奧秘及其規(guī)律,對組合數(shù)循序逐增的若干規(guī)律進行了證明,同時論證了組合數(shù)與1、自然數(shù)、奇數(shù)、平方數(shù)、金字塔形數(shù)等數(shù)列之間的循序逐增關(guān)系.
【關(guān)鍵詞】循序逐增規(guī)律;組合數(shù);組合數(shù)表
本文開篇,請允許筆者提出這樣一道數(shù)學(xué)題:
C22+(C22+1+C2+12+1+C2+22+2+C2+32+3+…+C2+982+98)+(C22+1+1+C2+12+1+1+C2+22+2+1+C2+32+3+1+…+C2+982+98+1)+(C22+1+2+C2+12+1+2+C2+22+2+2+C2+32+3+2+…+C2+982+98+2)+(C22+1+3+C2+12+1+3+C2+22+2+3+C2+32+3+3+…+C2+982+98+3)+…+(C22+1+97+C2+12+1+97+C2+22+2+97+C2+32+3+97+…+C2+982+98+97)= ?
這是一道99列縱列組合數(shù)循序累加的數(shù)學(xué)題.不知有哪一位數(shù)學(xué)老師在沒有閱看本文前,能寫出其答案的組合式.
筆者之所以以這道數(shù)學(xué)題開篇,目的是想告訴人們,只要了解了組合數(shù)表的奧秘以及組合數(shù)的循序逐增規(guī)律,就可輕易做到這一點.
循序逐增是數(shù)學(xué)的組合、排列共有的基本原理.這是筆者在《地圖與數(shù)學(xué)的組合、排列及三角矩陣》(見《數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究》2011年第17期)一文中得出的一個結(jié)論.經(jīng)深入研究,筆者發(fā)現(xiàn)了組合數(shù)學(xué)(確切地說組合數(shù))更多的循序逐增規(guī)律.本文將這些發(fā)現(xiàn)記錄下來,有請老師指教.
一、循序逐增的組合數(shù)表
組合數(shù)表是依照循序逐增原理,循著Cmn的n、 m“+1”的逐增規(guī)律,將組合數(shù)有序記錄下來而形成的一個表.如圖1所示.
對該表做分析,可發(fā)現(xiàn)其所隱藏的奧秘和規(guī)律.
圖1 組合數(shù)表
二、組合數(shù)表的奧秘
奧秘1 橫看成嶺側(cè)成峰,橫豎斜列規(guī)律異有同
認(rèn)真細(xì)看組合數(shù)表的數(shù)字,不論是橫看還是豎看、斜看,都是一串有規(guī)律的循序逐增的組合數(shù).橫看,是n不變, m依序“+1”逐增的組合數(shù);豎看,是m不變,n依序“+1”逐增的組合數(shù);斜看(左上角至右下角),是n, m同依序“+1”逐增的組合數(shù).此奧秘又藏著若干規(guī)律.
圖2 帕斯卡三角奧秘2 從組合數(shù)表中看出,在n不變(即n相同)的條件下,最大的組合數(shù),既不是最大的m的組合數(shù),也不是最小的m的組合數(shù),而是處于中間的m(即中軸線框內(nèi))的組合數(shù),組合數(shù)與m既不存在正比關(guān)系,也不存在反比關(guān)系.
奧秘3 組合數(shù)表與楊輝三角(帕斯卡三角)完全是同曲異工.
只要將圖1向右傾斜45度,就會發(fā)現(xiàn)圖1的數(shù)字與楊輝三角(見圖2,也稱帕斯卡三角)完全相同.這表明,楊輝三角(帕斯卡三角)的每一個數(shù)字都是Cmn的組合數(shù).由此可見,組合數(shù)表與楊輝三角(帕斯卡三角)完全是同曲異工.
三、楊輝三角(帕斯卡三角)已知的規(guī)律
規(guī)律1 三角形中的每一行數(shù)字表示的是二項式的整系數(shù)(a+b)的特定次冪.見圖3.
規(guī)律2 三角形中的每一行數(shù)字相加之和,從第二行起,是2的次冪之積.見圖4.
圖 3 圖 4
規(guī)律3 三角形中,每條斜線所經(jīng)過的數(shù)字相加之和均為斐波納契數(shù).見圖5.
圖 5
四、組合數(shù)表中反映出來的組合數(shù)循序逐增的規(guī)律
規(guī)律1 橫列組合數(shù)的規(guī)律之一
Cmn+Cm+1n=Cm+1n+1 ( 式中n≥m+1).
例證1C23+C2+13=C23+C33=C34=3+1=4.
例證2C24+C2+14=C24+C34=C35=6+4=10.
例證3C25+C2+15=C25+C35=C36=10+10=20.
例證4C26+C2+16=C26+C36=C37=15+20=35.
依照歸納法,可把這一規(guī)律的定理表為:
Cmn+Cm+1n=Cm+1n+1 (式中n≥m+1).
規(guī)律2 橫列組合數(shù)的規(guī)律之二
如 m1+m2= n,則Cm1n =Cm2n,亦即Cmn=Cn-mn ( 式中n≥m).
將圖1中加粗的線框內(nèi)的數(shù)字作為中軸線,可清楚看到,中軸線兩邊相對應(yīng)的組合數(shù)是等同的.即在n相同的同一行組合數(shù)中,在相對應(yīng)的位置可找到兩個相同的組合數(shù),且此兩個相同的組合數(shù)的Cmn等式的兩個m相加之和正好等于n.
例如Cm7的組合數(shù).
已知n=7,Cm7的組合等式有8個,組合數(shù)相同的等式有4對:
C37=C47 m1=3 m2=4 m1+m2=3+4=7C37=35C47=35 可見C37=C47.
C27=C57 m1=2 m2=5 m1+m2=2+5=7C27=21C57=21 可見C27=C57.
C17=C67 m1=1 m2=6 m1+m2=1+6=7C17=7C67=7 可見C17=C67.
C07=C77 m1=0 m2=7 m1+m2=0+7=7C07=1C77=1 可見C07=C77.
又例如Cm8的組合數(shù).
已知n=8,Cm8的組合等式有9個,組合數(shù)相同的等式有4對:
C38=C58 m1=3 m2=5 m1+m2=3+5=8C38=56C58=56 可見C38=C58.
C28=C68 m1=2 m2=6 m1+m2=2+6=8C28=28C68=28 可見C28=C68.
C18=C78 m1=1 m2=7 m1+m2=1+7=8C18=8C78=8 可見C18=C78.
C08=C88 m1=0 m2=8 m1+m2=0+8=8C08=1C88=1 可見C08=C88.
兩個相同的組合數(shù)的Cmn等式還告訴我們這樣一個規(guī)律:Cmn=Cn-mn.
以Cm7的組合等式為例,如C37,已知 n=7,m=3,那么,C7-37=C47.
C37=35C47=35 可見C37=C47.
又如C57,已知 n=7,m=5,那么,C7-57=C27.C27=21C57=21,可見C57=C27.
在此,應(yīng)指出的,我們不能以除法的計算方法來理解“C0n=1”的問題,而以組合的對等原理來理解“C0n=1(包括C00=1)”的問題,因為證明結(jié)果表明:C0n=1.組合的計算方式只是“借用”了除法的計算方法而已.
事實證明1 循序逐增的組合數(shù)表清楚地告訴我們:C0n=1.
事實證明2Cmn=Cn-mn的定理表明:C0n=Cn-0n=Cnn,Cnn=1,所以C0n=1.
因此,C0n=1,不存在“設(shè)定C0n=1”的問題.
規(guī)律3 橫列組合數(shù)的規(guī)律之三
橫列組合數(shù)依序相加規(guī)律表明,Cmn的n =2n的n ,即:
C0n+C1n+C2n+C3n+…+Cnn=2n(式中n≥2)
如:n=1 那么,C01+C11=1+1=2 2=21.
n=2 那么,C02+C12+C22=1+2+1=4 4=22.
n=3 那么,C03+C13+C23+C33=1+3+3+1=8 8=23.
n=4 那么,C04+C14+C24+C34+C44=1+4+6+4+1=16 16=24.
依照歸納法,得:C0n+C1n+C2n+C3n+…+Cnn=2n(式中n≥2).
此規(guī)律表明,就橫列Cmn的組合數(shù)依序相加來說, n為2的組合數(shù)依序相加之和是n為1的組合數(shù)依序相加之和的2倍; n為3的組合數(shù)依序相加之和是n為2的組合數(shù)依序相加之和的2倍;n為4的組合數(shù)依序相加之和是n為3的組合數(shù)依序相加之和的2倍,余此類推.可見,橫列每行組合數(shù)依序相加之和隨著n“+1”而增加1倍.
規(guī)律4 縱列(豎列)組合數(shù)的規(guī)律之一
單列縱列組合數(shù)循序累加規(guī)律.即在m不變的條件下,n循著“+1”逐增,依序?qū)⒏鹘M合數(shù)累加.其定理為:
Cmn+Cmn+1+Cmn+2+Cmn+3+Cmn+4+…+Cmn+k=Cm+1n+k+1(式中m = n ).
例證1 見圖6. 例證2 見圖7.
圖 6 圖 7 圖 8
根據(jù)例證1的C00+k組合數(shù)循序累加之規(guī)律,可將其公式表為:
C00+C00+1+C00+2+C00+3+C00+4+…+C00+k=C0+10+k+1
根據(jù)例證2的C11+k組合數(shù)循序累加之規(guī)律,可將其公式表為:
C11+C11+1+C11+2+C11+3+C11+4+…+C11+k=C1+11+k+1
綜例證1、例證2,依照歸納法,其定理為:
Cmn+Cmn+1+Cmn+2+Cmn+3+Cmn+4+…+Cmn+k=Cm+1n+k+1 (式中m = n )
單列縱列組合數(shù)循序累加規(guī)律表明,在m不變的條件下,n循著“+1”逐增,其組合數(shù)依序累加之和,正是“m+1”后不變、n循著“+1” 逐增的組合數(shù),即上縱列組合數(shù)循序累加之和,正是下縱列的組合數(shù).如C組合數(shù)循序累加之和,乃是C1n的組合數(shù);而C1n組合數(shù)循序累加之和,乃是C2n的組合數(shù);又C2n組合數(shù)循序累加之和,則是C3n的組合數(shù)……余此類推.可見,單列縱列組合數(shù)循序累加規(guī)律是一條“上加成下”的循序累加“鏈條”, 沒有窮盡(見圖8).
規(guī)律5 縱列(豎列)組合數(shù)的規(guī)律之二
相鄰雙列縱列組合數(shù)循序累加規(guī)律.其定理為:
Cmn+(Cmn+1+Cm+1n+1)+(Cmn+2+Cm+1n+2)+(Cmn+3+Cm+1n+3)+(Cmn+4+Cm+1n+4)+…+(Cmn+k+Cm+1n+k)=Cm+2n+k+2(式中m = n ).
例證1 見圖9.
圖 9 圖 10
例證2 見圖10.
根據(jù)例證1的“C0n+C1n”組合數(shù)循序累加之規(guī)律,可將其公式表達為:
C00+(C00+1+C0+10+1)+(C00+2+C0+10+2)+(C00+3+C0+10+3)+…+(C00+k+C0+10+k)=C0+20+k+2.
根據(jù)例證2的“C1n+C2n”組合數(shù)循序累加之規(guī)律,可將其公式表達為:
C11+(C11+1+C1+11+1)+(C11+2+C1+11+2)+(C11+3+C1+11+3)+…+(C11+k+C1+11+k)=C1+21+k+2.
綜例證1、例證2的證明,依照歸納法,其定理為:
Cmn+(Cmn+1+Cm+1n+1)+(Cmn+2+Cm+1n+2)+(Cmn+3+Cm+1n+3)+…+(Cmn+k+Cm+1n+k)=Cm+2n+k+2(式中m = n ).
圖 11
圖9、圖10、圖11的證明表明,相鄰雙列縱列組合數(shù)依序累加之和,正是后列下一縱列循序逐增的組合數(shù).具體地說,C0n與C1n雙列組合數(shù)循序累加之和,是C1n下一縱列C2n的組合數(shù),即與前文C1n單列組合數(shù)循序累加之和同;C1n與C2n雙列組合數(shù)循序累加之和,是C2n下
一縱列C3n的組合數(shù),即與前文C2n單列組合數(shù)循序累加之和同;C2n與C3n雙列組合數(shù)循序累加之和,是C3n下一縱列C4n的組合數(shù),即與前文C3n單列組合數(shù)循序累加之和同……余此類推.可見,雙列組合數(shù)循序累加之和,也是一條“上加成下”的循序累加“鏈條”,沒有窮盡.
規(guī)律6 縱列(豎列)組合數(shù)的規(guī)律之三
相鄰3列以上縱列組合數(shù)循序累加的規(guī)律.
循著列數(shù)的逐增,當(dāng)相鄰列數(shù)增至3列、4列、5列……n列,其組合數(shù)循序累加又是什么樣的規(guī)律呢?請看下面證明.
筆者研究結(jié)果表明,3列以上縱列組合數(shù)循序累加有兩種不同方法.兩種方法,兩種規(guī)律.
循序累加方法1的證明 將相鄰的第二、三、四……列的起始組合數(shù)1,與首列的第二個組合數(shù)同行位置上(即同一括號內(nèi)),見圖12、圖13.
例證1 圖12所示,是相鄰3列縱列組合數(shù)循序累加規(guī)律例證表.
圖 12
從圖12看出,C0n,C1n,C2n 3列縱列組合數(shù)循序累加之和為后列C2n下一縱列C3n的組合數(shù),與前文C2n單列縱列組合數(shù)循序累加之和同;C1n,C2n,C3n 3列縱列組合數(shù)循序累加之和為后列C3n下一縱列C4n的組合數(shù),與前文C3n單列縱列組合數(shù)循序累加之和同;C2n,C3n,C4n3列縱列組合數(shù)循序累加之和為后列C4n下一縱列C5n的組合數(shù),與前文C4n單列縱列組合數(shù)循序累加之和同.可見,相鄰3列縱列組合數(shù)循序累加之和為后列下一縱列的組合數(shù),其規(guī)律與相鄰2列縱列組合數(shù)循序累加之規(guī)律同.
例證2 圖13所示,是相鄰4列縱列組合數(shù)循序累加規(guī)律例證表.
圖 13
從圖13看出,C0n,C1n,C2n ,C3n 4列縱列組合數(shù)循序累加之和為后列C3n下一縱列C4n的組合數(shù),與前文C3n單列縱列組合數(shù)循序累加之和同;C1n,C2n,C3n,C4n 4列縱列組合數(shù)循序累加之和為后列C4n下一縱列C5n的組合數(shù),與前文C4n單列縱列組合數(shù)循序累加之和同;C2n,C3n,C4n,C5n 4列縱列組合數(shù)循序累加之和為后列C5n下一縱列C6n的組合數(shù),與前文C5n單列縱列組合數(shù)循序累加之和同.可見,相鄰4列縱列組合數(shù)循序累加之和為后列下一縱列的組合數(shù),其規(guī)律與相鄰2列、3列縱列組合數(shù)循序累加之規(guī)律同.
縱圖12、圖13的證明,得出結(jié)論:循序累加方法1的累加結(jié)果表明,不論多少列縱列組合數(shù)循序累加,其累加之和為后列下一縱列的組合數(shù),與后列單列縱列組合數(shù)循序累加之和同. 亦即其答案的組合數(shù)的組合式,是后列縱列最后一個組合式Cmn的n+2,m+1,即:Cm+1n+2.
如圖12的“C0n,C1n,C2n” 3列縱列組合數(shù)循序累加,其后列縱列C2n的最后一個組合數(shù)21的組合式為C27,那么,其相對應(yīng)的累加之和84的組合式為C2+17+2,即C2+17+2=C39=84.
再如圖13的“C0n,C1n,C2n ,C3n” 4列縱列組合數(shù)循序累加,其后列縱列C3n的最后一個組合數(shù)252的組合式為C510,那么,其相對應(yīng)的累加之和924的組合式為C5+110+2,即C5+110+2=C612=924.
又以本文開篇的數(shù)學(xué)題為例,其后列縱列C100n的最后一個組合式為
C100197,那么,該題答案的組合式為C100+1197+2,即C100+1197+2=C101199.
循序累加方法2的證明 相鄰的若干列縱列組合數(shù)依照組合數(shù)表的序列(即Cmn的n相同的組合式為同一括號內(nèi))進行累加,見圖14、圖15.
例證1 圖14所示,是相鄰3列縱列組合數(shù)循序累加規(guī)律例證表.
圖 14
例證2 圖15所示,是相鄰4列縱列組合數(shù)循序累加規(guī)律例證表.
圖 15
從圖14、圖15看出,方法2的3列、4列縱列組合數(shù)循序累加之和均不是后列下一列縱列的組合數(shù),也不是其他有序的組合數(shù),其結(jié)果與方法1的結(jié)果不相同.雖然如此,但前組相鄰若干列縱列組合數(shù)循序累加之和與后組相鄰若干列縱列組合數(shù)循序累加之和存在著循序逐增的關(guān)系.如C0n,C1n,C2n 3列縱列組合數(shù)循序累加之和是后組C1n,C2n,C3n3列縱列組合數(shù)循序累加數(shù)(即逐增數(shù)),而C1n,C2n,C3n3列縱列組合數(shù)循序累加之和則是其后C2n,C3n,C4n 3列縱列組合數(shù)循序累加數(shù),余此類推.同理,圖15的相鄰4列縱列組合數(shù)循序累加的結(jié)果也是如此,C0n,C1n,C2n ,C3n 4列縱列組合數(shù)循序累加之和是后組C1n,C2n,C3n,C4n 4列縱列組合數(shù)循序累加數(shù)(即逐增數(shù)),而C1n,C2n,C3n,C4n 4列縱列組合數(shù)循序累加之和則是其后C2n,C3n,C4n ,C5n 4列縱列組合數(shù)循序累加數(shù),余此類推.可見,方法2的若干列縱列組合數(shù)循序累加之和與后組若干列縱列組合數(shù)循序累加之和存在著循序逐增的關(guān)系.
方法1、方法2的證明表明,方法1的組合數(shù)循序累加之和為循序逐增的組合數(shù),其規(guī)律可以組合式表達出來,而方法2的組合數(shù)循序累加之和為有序的其他數(shù),其規(guī)律不可以組合式表達.據(jù)此,筆者認(rèn)為,在弄懂此兩種方法的同時,應(yīng)著重掌握方法1的組合數(shù)循序累加原理.
規(guī)律7 依照循序逐增原理,縱列的各個組合數(shù)等于斜列(左上角至右下角)的各個組合數(shù),見圖16.
圖 16
從圖16看出,縱列1(即C0n)的各個組合數(shù)等于斜列1(即Cnn)的各個組合數(shù),亦即C00+k=C0+k0+k;
縱列2(即C1n)的各個組合數(shù)等于斜列2(即Cn-1n)的各個組合數(shù),亦即C11+k=C0+k1+k;
縱列3(即C2n)的各個組合數(shù)等于斜列3(即Cn-2n)的各個組合數(shù),亦即C22+k=C0+k2+k;
縱列4(即C3n)的各個組合數(shù)等于斜列4(即Cn-3n)的各個組合數(shù),亦即C33+k=C0+k3+k.其余以此類推.
依照歸納法,得:Cmn+k=C0+kn+k(式中m = n),即Cmn=Cn-mn.
根據(jù)“縱列的各個組合數(shù)等于斜列(左上角至右下角)的各個組合數(shù)”的事實,無疑,縱列組合數(shù)存在的規(guī)律,斜列組合數(shù)也應(yīng)存在相應(yīng)的規(guī)律.
規(guī)律8 斜列組合數(shù)的規(guī)律之一
單列斜列組合數(shù)循序累加規(guī)律.即以C0n=1為累加起始數(shù),n、0同時循著“+1”逐增,并依序?qū)⒏鹘M合數(shù)累加.其定理為:
C0n+C0+1n+1+C0+2n+2+C0+3n+3+C0+4n+4+…+C0+kn+k=Co+kn+k+i(式中n≥0).
例證1 見圖17.
例證2 見圖18.
圖 17 圖 18
從圖17看出,“第三步”和“累加之和”與圖6的“第三步”和“累加之和”同,這證明斜列1(即Cnn)循序累加之規(guī)律與縱列1(即C0n)循序累加之規(guī)律同.根據(jù)圖17反映出來的斜列1(即Cnn)循序累加之規(guī)律,其定理為:
C00+C0+10+1+C0+20+2+C0+30+3+C0+40+4+…+C0+k0+k=C0+k0+k+1.
從圖18看出,“第三步”和“累加之和”與圖7的“第三步”和“累加之和”同,這證明斜列2(即Cn-1n)循序累加之規(guī)律與縱列2(即C1n)循序累加之規(guī)律同.根據(jù)圖18反映出來的斜列2(即Cn-1n)循序累加之規(guī)律,其定理為:
C01+C0+11+1+C0+21+2+C0+31+3+C0+41+4+…+C0+k1+k=C0+k1+k+1.
根據(jù)圖17、圖18的證明結(jié)果與圖6、圖7的證明結(jié)果同,又已知單列縱列組合數(shù)循序累加之規(guī)律是“上列單列縱列組合數(shù)循序累加之和為下列單列縱列組合數(shù)循序累加數(shù)”,那么,由此可推斷,單列斜列組合數(shù)循序累加之規(guī)律為: 上列單列斜列組合數(shù)循序累加之和為下列單列斜列組合數(shù)循序累加數(shù).請看圖.
圖 19
綜圖17、圖18、圖19的證明,依照歸納法,得單列斜列組合數(shù)循序累加規(guī)律之定理為:
C0n+C0+1n+1+C0+2n+2+C0+3n+3+C0+4n+4+…+C0+kn+k=Co+kn+k+i(式中n≥0).
單列斜列組合數(shù)循序累加規(guī)律表明,各列斜列組合數(shù)均以C0n=1為累加起始數(shù),n、0同時循著“+1”逐增.其組合數(shù)依序累加之和,正是n、0同時循著“+1”逐增后再“n+1”的組合數(shù),即上列斜列組合數(shù)循序累加之和,正是下列斜列的組合數(shù).可見,單列斜列組合數(shù)循序累加規(guī)律,與單列縱列組合數(shù)循序累加規(guī)律一樣,是一條“上加成下”的循序累加“鏈條”.
規(guī)律9 斜列組合數(shù)的規(guī)律之二
相鄰雙列斜列組合數(shù)循序累加的規(guī)律.其定理為:
C0n+(C0+1n+1+C0+1-1n+1)+(C0+2n+2+C0+2-1n+2)+(C0+3n+3+C0+3-1n+3)+…+(C0+kn+k+C0+k-1n+k)=C0+kn+k+2.
例證1 見圖20.
圖 20 圖 21
根據(jù)圖20的“斜列1+斜列2”循序累加之規(guī)律,其公式可表為:
C00+(C0+10+1+C0+10+1-1)+(C0+20+2+C0+20+2-1)+(C0+30+3+C0+30+3-1)+…+(C0+k0+k+C0+k0+k-1)=C0+k0+k+2.
例證2 見圖21.
根據(jù)圖21的“斜列1+斜列2”循序累加之規(guī)律,其公式可表為:
C01+(C0+11+1+C0+11+1-1)+(C0+21+2+C0+21+2-1)+(C0+31+3+C0+31+3-1)+…+(C0+k1+k+C0+k1+k-1)=C0+k1+k+2.
綜例證1、例證2的證明,依照歸納法,得定理:
C0n+(C0+1n+1+C0+1-1n+1)+(C0+2n+2+C0+2-1n+2)+(C0+3n+3+C0+3-1n+3)+…+(C0+kn+k+C0+k-1n+k)=C0+kn+k+2.
規(guī)律10 斜列組合數(shù)的規(guī)律之三
相鄰3列以上斜列組合數(shù)循序累加的規(guī)律.
前文對單列、相鄰雙列斜列組合數(shù)循序累加的規(guī)律進行了證明,其結(jié)果與單列、相鄰雙列縱列組合數(shù)循序累加的規(guī)律同.那么,當(dāng)相鄰列數(shù)增至3列、4列、5列……n列,其組合數(shù)循序累加的規(guī)律是不是也與3列以上縱列組合數(shù)循序累加的規(guī)律一樣呢?請看下面證明.
3列以上縱列組合數(shù)循序累加有兩種方法,為精簡文章篇幅,只選方法1(即將相鄰的第二、三、四……列的起始組合數(shù)1,與首列的第二個組合數(shù)為同一括號內(nèi))予以證明.見圖22、圖23.
例證1 圖22所示,是相鄰3列斜列組合數(shù)循序累加規(guī)律例證表.
圖 22
例證2 圖23所示,是相鄰4列斜列組合數(shù)循序累加規(guī)律例證表.
圖 23
從圖22、圖23看出,相鄰3列斜列組合數(shù)循序累加的規(guī)律與相鄰3列縱列組合數(shù)循序累加的規(guī)律(見圖14)同.相鄰4列斜列組合數(shù)循序累加的規(guī)律與相鄰4列縱列組合數(shù)循序累加的規(guī)律(見圖15)同.可見,相鄰3列以上斜列組合數(shù)循序累加的規(guī)律與相鄰3列以上縱列組合數(shù)循序累加的規(guī)律同,即:不論多少列斜列組合數(shù)循序累加,其累加之和為后列下一斜列的組合數(shù).
規(guī)律11 縱列組合數(shù)規(guī)律等同于斜列組合數(shù)規(guī)律之規(guī)律
綜前面對縱列組合數(shù)規(guī)律與斜列組合數(shù)規(guī)律之證明,縱列組合數(shù)規(guī)律與斜列組合數(shù)規(guī)律之間存在若干等同規(guī)律,除前面規(guī)律10同外,還有:
等同規(guī)律1 單列縱列組合數(shù)循序累加規(guī)律等同于單列斜列組合數(shù)循序累加規(guī)律,即:
“Cmn+Cmn+1+Cmn+2+Cmn+3+Cmn+4+…+Cmn+k=Cm+1n+k+1 (式中m = n )”
等同于“C0n+C0+1n+1+C0+2n+2+C0+3n+3+C0+4n+4+……+C0+kn+k=Co+kn+k+i(式中n≥0)”.
等同規(guī)律2 雙列縱列組合數(shù)循序累加規(guī)律等同于雙列斜列組合數(shù)循序累加規(guī)律,即:
“Cmn+(Cmn+1+Cm+1n+1)+(Cmn+2+Cm+1n+2)+(Cmn+3+Cm+1n+3)+…+(Cmn+k+Cm+1n+k)=Cm+2n+k+2 (式中m = n )”等同于“C0n+(C0+1n+1+C0+1-1n+1)+(C0+2n+2+C0+2-1n+2)+(C0+3n+3+C0+3-1n+3)+…+(C0+kn+k+C0+k-1n+k)=C0+kn+k+2”.
五、組合數(shù)表與其他數(shù)列循序逐增的規(guī)律
本文說的其他數(shù)列,主要是指以下若干數(shù)列:
在此要說明的,金字塔形數(shù)后的“其他形數(shù)”,是筆者不知其名而創(chuàng)之.
筆者研究結(jié)果表明,組合數(shù)表不僅反映了組合數(shù)與組合數(shù)之間的循序逐增的關(guān)系,而且也反映了組合數(shù)與自然數(shù)起始數(shù)1、自然數(shù)、平方數(shù)、金字塔形數(shù)、其他形數(shù)等數(shù)列存在循序逐增的關(guān)系及其規(guī)律.
規(guī)律1 自然數(shù)起始數(shù)1與C0n的循序逐增規(guī)律
C0n的任何一個組合數(shù)均是自然數(shù)1,即C0n=1.為此,見圖24.
圖 24
從圖24看出,C0n的組合式從C00開始,循著“+1”逐增,其組合數(shù)均為1.可見,自然數(shù)起始數(shù)是1,組合數(shù)起始數(shù)也是1.
規(guī)律2 自然數(shù)1,2,3,4,5,6,7,8,9 ……與C0n的組合數(shù)循序累加規(guī)律(見圖25)
從圖25看出,C0n的組合數(shù)循序累加之和正是循序逐增的自然數(shù)數(shù)列.
圖 25 圖 26
規(guī)律3 奇數(shù)1,3,5,7,9,11,13,15,17,19 ……與“C0n+C0n-1”的組合數(shù)循序累加規(guī)律(見圖26)
從圖26看出,“C0n+C0n-1”的組合數(shù)循序累加之和正是循序逐增的奇數(shù)數(shù)列.
規(guī)律4 平方數(shù)1,4,9,16,25,36,49……與“C1n+C1n-1” 的組合數(shù)循序累加規(guī)律(見圖27)
從圖27看出,“C1n+C1n-1”的組合數(shù)循序累加之和正是循序逐增的平方數(shù)數(shù)列.
圖 27 圖 28
規(guī)律5 金字塔形數(shù)1,5,14,30,55,91,140……與“C2n+C2n-1” 的組合數(shù)循序累加規(guī)律(見圖28)
從圖28看出,“C2n+C2n-1”的組合數(shù)循序累加之和正是循序逐增的金字塔形數(shù)數(shù)列.
規(guī)律6 其他形數(shù)(a)1,6,20,50,105,196,336……與“C3n+C3n-1” 的組合數(shù)循序累加規(guī)律(見圖29)
從圖29看出,“C3n+C3n-1”的組合數(shù)循
序累加之和正是循序逐增的其他形數(shù)(a)數(shù)列.
圖 29
規(guī)律7 其他形數(shù)(b)1,7,27,77,182,378,714……與“C4n+C4n-1” 的組合數(shù)循序累加規(guī)律(見圖29)
從圖29看出,“C4n+C4n-1”的組合數(shù)循序累加之和正是循序逐增的其他形數(shù)(b)數(shù)列.
規(guī)律8 其他形數(shù) (c)1,8,35,112,294,672,1386……與“C5n+C5n-1” 的組合數(shù)循序累加規(guī)律(見圖29)
從圖29看出,“C5n+C5n-1”的組合數(shù)循序累加之和正是循序逐增的其他形數(shù)(c)數(shù)列.
從以上“Cmn+Cmn-1”的組合數(shù)循序累加規(guī)律可推知,其他形數(shù)(d)數(shù)列必定是“C6n+C6n-1”的組合數(shù)循序累加之和,其他形數(shù)(e)數(shù)列必定是“C7n+C7n-1”的組合數(shù)循序累加之和……由此可見,“Cmn+Cmn-1”的組合數(shù)循序累加規(guī)律是一條沒有窮盡的循序累加“鏈條”.