統計学のための数学

場合の数

順列

nPk=n(n1)(n2)(n(k1))=n!(nk)!

nP0=1

組み合せ

nCk=nPkk!=n!k!(nk)!

nC0=1

nCk=nCnk

重複組み合せ

区別できる n 個のものから k 個(必ずしも相異なるとは限らない)選んでできる組み合せの総数は,

nHk=n+k1Ck=n(n+1)(n+k1)k!
n+k1 個の区別できる箱から k 個選んでボールを入れる組み合わせと言い換えることができる.

例題

x+y+z=10,  x,y,z0,  x,y,zR
の解の個数を求めなさい.

[解答]

3H10=10+31C10=12C2=66

二重階乗

kN のとき,

k!!={2mm!k=2m  (m=1,2,)2m!2mm!k=2m1  (m=1,2,)

証明

k=2m のとき,

k!!=(2m)×(2m2)×(2m4)××2=2m×2(m1)×2(m2)××21=2mm!
k=2m1 のとき,
2m!=(2m)!!×(2m1)!!=(2m)!!×k!!=2mm!×k!!
 k!!=2m!2mm!

補足

k=2m+1 のとき,

k!!=Γ(m+1/2)Γ(1/2)2m
ともかける.