Kalkulator dwumianu Newtona
Dwumian Newtona
Symbol Newtona, czyli n po k
Od 0 do 1000
Nie większa niż n
Znane przykłady
10 po 3 =
120
Z 10 elementów można wybrać 3 na 120 sposobów, gdy kolejność nie ma znaczenia.
- Wzór
- 10! / (3! · 7!)
- Symetria
- C(10, 7) = 120
- Trójkąt Pascala
- 36 + 84
Rozpisanie obliczeń
Dwumian Newtona, czyli symbol Newtona, mówi, na ile sposobów możesz wybrać k elementów z n, gdy kolejność nie ma znaczenia. Czytasz go jako n po k.
Wpisz n i k, a kalkulator poda dokładny wynik, także dla n do 1000, oraz rozpisze obliczenia. Wynik możesz sprawdzić sumą z trójkąta Pascala.
Jak korzystać z kalkulatora?
- 1 Wpisz n
To liczba wszystkich elementów, z których wybierasz. Może być dowolną liczbą całkowitą od 0 do 1000.
- 2 Wpisz k
To liczba elementów, które wybierasz. Nie może być większa od n. Jeśli tak jest, kalkulator pokaże, co poprawić.
- 3 Odczytaj wynik
Pod polami zobaczysz wynik, wzór z podstawionymi liczbami i sumę z trójkąta Pascala. Otwórz rozpisanie obliczeń, jeśli chcesz zobaczyć wszystkie kroki.
Czym jest dwumian Newtona?
Dwumian Newtona to liczba różnych podzbiorów k-elementowych w zbiorze n-elementowym. Elementy się nie powtarzają, a kolejność wyboru nie ma znaczenia: wybór osób A i B to ten sam wybór co B i A.
Wykrzyknik oznacza silnię, czyli iloczyn wszystkich liczb całkowitych od 1 do danej liczby. Na przykład 4! = 1 · 2 · 3 · 4 = 24. Dla zera przyjmuje się 0! = 1.
Ten sam wynik ma kilka nazw: współczynnik dwumianowy, symbol Newtona, liczba kombinacji albo n wybierz k. W zapisie tekstowym spotkasz też C(n, k).
Jak obliczyć dwumian Newtona?
Zacznij od wzoru z silniami, a potem skróć to, co się powtarza. Zwykle wystarczy pomnożyć k kolejnych liczb malejących od n i podzielić przez k!. Dzięki temu nie musisz liczyć wielkich silni.
Przykład: C(10, 3)
Na ile sposobów możesz wybrać 3 pytania z 10?
Siedem czynników z 10! skraca się z 7!, więc zostaje tylko 10 · 9 · 8. Wpisz ten przykład do kalkulatora
Kalkulator robi dokładnie to samo. Mnoży kolejne czynniki i po każdym kroku dzieli przez następną liczbę, a obliczenia prowadzi na liczbach całkowitych dowolnej wielkości (BigInt). Dlatego wynik jest dokładny, nawet gdy ma kilkaset cyfr, na przykład dla C(1000, 500).
Przykłady obliczeń
| n po k | Wynik | Co to znaczy | Kalkulator |
|---|---|---|---|
| 5 po 2 | 10 | Wybór 2 osób z grupy 5 osób | Wpisz do kalkulatora |
| 10 po 3 | 120 | Wybór 3 pytań z 10 w teście | Wpisz do kalkulatora |
| 12 po 5 | 792 | Skład pięcioosobowej drużyny z 12 zawodników | Wpisz do kalkulatora |
| 52 po 5 | 2 598 960 | Możliwe układy 5 kart z talii 52 kart | Wpisz do kalkulatora |
| 49 po 6 | 13 983 816 | Możliwe wyniki w Lotto 6 z 49 | Wpisz do kalkulatora |
| 7 po 0 | 1 | Jest jeden sposób na niewybranie żadnego elementu | Wpisz do kalkulatora |
| 6 po 6 | 1 | Jest jeden sposób na wybranie wszystkich elementów | Wpisz do kalkulatora |
Najważniejsze własności
| Własność | Wzór | Przykład |
|---|---|---|
| Brzegi | C(n, 0) = C(n, n) = 1 | C(8, 0) = C(8, 8) = 1 |
| Symetria | C(n, k) = C(n, n − k) | C(10, 3) = C(10, 7) = 120 |
| Reguła Pascala | C(n, k) = C(n − 1, k − 1) + C(n − 1, k) | C(10, 3) = 36 + 84 |
| Suma wiersza | C(n, 0) + C(n, 1) + ... + C(n, n) = 2n | 1 + 4 + 6 + 4 + 1 = 16 = 24 |
Symetria ma prosty sens: wybranie k elementów to to samo, co wskazanie n − k elementów, które odrzucasz. Reguła Pascala to właśnie sposób, w jaki powstaje trójkąt Pascala. Kalkulator pokazuje tę sumę pod wynikiem, więc masz drugi sposób na sprawdzenie rachunków.
Dwumian Newtona we wzorze na (a + b)n
Nazwa pochodzi stąd, że symbol Newtona daje współczynniki przy rozwijaniu potęgi dwumianu, czyli sumy dwóch składników:
Przykład: (a + b)4
Współczynniki to wiersz 4 trójkąta Pascala: C(4, 0), C(4, 1), C(4, 2), C(4, 3) i C(4, 4), czyli 1, 4, 6, 4, 1.
Dla (a + b)2 dostajesz 1, 2, 1, czyli znany wzór skróconego mnożenia a2 + 2ab + b2.
Dwumian Newtona a permutacje
Dwumian Newtona liczy grupy bez względu na kolejność. Gdy kolejność ma znaczenie, liczba wyników rośnie k! razy, bo każdą wybraną grupę możesz ustawić na k! sposobów:
P(n, k) = C(n, k) · k!
Przykład: trzy osoby z pięciu do komitetu możesz wybrać na C(5, 3) = 10 sposobów. Te same trzy osoby na podium to już P(5, 3) = 10 · 6 = 60 ustawień. Kolejne pojęcia z tej rodziny policzysz w kalkulatorze kombinacji i permutacji.
Do czego się przydaje?
Losowania i gry. W Lotto 6 z 49 jest C(49, 6) = 13 983 816 możliwych wyników, więc jedno skreślenie ma szansę 1 do prawie 14 milionów. W pokerze pięć kart z talii 52 możesz dostać na 2 598 960 sposobów.
Prawdopodobieństwo. Szansę na dokładnie 3 orły w 10 rzutach monetą liczysz tak: C(10, 3) / 210 = 120 / 1024, czyli około 11,7%. Ten schemat to rozkład dwumianowy, podstawa statystyki.
Planowanie i informatyka. Dwumian Newtona mówi, ile zespołów, zestawów testowych albo kombinacji ustawień da się utworzyć z danej puli. W informatyce pomaga ocenić, ile przypadków musi sprawdzić algorytm.
Najczęściej zadawane pytania
Czym jest dwumian Newtona?
Dwumian Newtona, czyli symbol Newtona lub współczynnik dwumianowy, to liczba sposobów, na jakie można wybrać k elementów ze zbioru n elementów, gdy kolejność nie ma znaczenia i elementy się nie powtarzają. Liczy się go wzorem C(n, k) = n! / (k! · (n − k)!). Czytasz go jako n po k.
Jak obliczyć dwumian Newtona krok po kroku?
Zapisz n po k jako n! / (k! · (n − k)!), a potem skróć to, co się powtarza. Zwykle wystarczy pomnożyć k kolejnych liczb malejących od n i podzielić przez k!. Przykład: C(10, 3) = (10 · 9 · 8) / (3 · 2 · 1) = 720 / 6 = 120. Kalkulator rozpisuje te kroki pod wynikiem.
Czym różni się dwumian Newtona od permutacji?
Dwumian Newtona liczy grupy elementów bez względu na kolejność, a permutacja (wariacja bez powtórzeń) bierze kolejność pod uwagę. Dlatego P(n, k) = C(n, k) · k!. Wybór 3 osób z 5 do komitetu to C(5, 3) = 10, a ustawienie 3 osób z 5 na podium to P(5, 3) = 60.
Co to jest trójkąt Pascala i jak łączy się z dwumianem Newtona?
Trójkąt Pascala to układ liczb, w którym każda liczba jest sumą dwóch liczb stojących nad nią. Wiersz o numerze n zawiera kolejno C(n, 0), C(n, 1), ..., C(n, n). Wynika to z zależności C(n, k) = C(n − 1, k − 1) + C(n − 1, k). Całą tabelę znajdziesz na stronie trójkąt Pascala.
Dlaczego C(n, 0) i C(n, n) są równe 1?
Jest dokładnie jeden sposób na niewybranie żadnego elementu (wybierasz zbiór pusty) i dokładnie jeden sposób na wybranie wszystkich n elementów. We wzorze wynika to z tego, że 0! = 1, więc C(n, 0) = n! / (0! · n!) = 1. Te jedynki tworzą brzegi trójkąta Pascala.
Do czego przydaje się dwumian Newtona?
Liczysz nim, ile jest możliwych kombinacji, na przykład w Lotto 6 z 49 jest C(49, 6) = 13 983 816 wyników. Jest też podstawą rozkładu dwumianowego w statystyce i wzoru na rozwinięcie (a + b) do potęgi n, w którym to on daje współczynniki.