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如果要求所选冰激凌口味各不相同,一共可以制成多少种圆筒呢?圆筒里可以放入1、2、3、4或5种口味的冰激凌,而且先后次序不重要。有2种口味的冰激凌有多少种?前文中说过,有= 10种。根据所选口味的数量,圆筒冰激凌的总数为:
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化简后是1 + 5 + 10 + 10 + 5 + 1。此外,我们也可以用乘法法则来回答这个问题。我们先不考虑圆筒中有几种口味的冰激凌,而是针对每种口味考虑是否把它放进圆筒里。例如,巧克力味的冰激凌有2种选择(放或不放),香草味有2种选择(放或不放),以这种方式考虑全部5种口味的情况。(注意,如果我们针对每种口味所做的选择都是“不放”,最终得到的将是一个空圆筒,但这个结果是允许出现的。)因此,我们一共可以做出的圆筒冰激凌数量是:
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2×2×2×2×2 = 25
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由于两种方法都是合乎逻辑的,因此:
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证明完毕。
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延伸阅读
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通过类似的组合证明法可以发现,如果以间隔一个数的方式对第n行求和,得数是2n– 1。对于奇数行而言,这个规律很好理解。以第5行为例,1 + 10 + 5与被排除在外的5 + 10 + 1的得数一样,都等于所有数字之和2n的1/2。对于偶数行而言,这个规律同样有效。以第4行为例,1 + 6 + 1 = 4 + 4 = 23。一般而言,对于任意的n≥1,都有:
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这是为什么呢?等式左边表示圆筒中的冰激凌口味数量是偶数(冰激凌共有n种且口味各不相同)。我们也可以通过在第1至第(n– 1)种口味的冰激凌中做选择的方式配制出这些冰激凌。第1种口味的冰激凌有2个选择(放或不放),第2种口味有2个选择……第(n– 1)种口味有2个选择。但是,要让圆筒中冰激凌的口味数量是偶数,最后一种口味只能有1个选择。因此,冰激凌口味为偶数的圆筒数量是2n– 1。
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把帕斯卡三角形转化成直角三角形的形式,就可以发现更多的规律。最前面的一列(第0列)的各项都是1,紧随其后的一列(第1列)都是1、2、3、4等正整数。第2列的前几项是1、3、6、10、15…大家应该比较熟悉,这些都是我们在第1章里讨论过的三角形数。第2列的各个数字也可以写成:
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第k列的各项是,,,…
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现在,我们把任意列的前几个数字(可多可少)相加,看看它们的和有什么特点。例如,如果我们把第2列的前5个数字相加,如下图所示:
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帕斯卡直角三角形表现出形似“曲棍球球棒”的规律
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即1 + 3 + 6 + 10 + 15 = 35,得数正好是15的右下方的那个数字。换句话说:
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