カタラン数列
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2013.09.03


   

格子を通って最短距離で原点から点P( 4,4 ) に至る経路は何通りあるでしょうか?
   1 : 右に1つ進む
   2 : 上に1つ進む
例えば、
   1 1 1 1 2 2 2 2
   1 2 1 2 1 2 1 2
   2 2 1 2 1 2 2 1  など

  ということは、 8か所のうちから4か所の組み合わせを選ぶ場合の数であることに気づきます。 したがって、 答えは次のようになります。
     


  では、 原点 と 点P とを結ぶ線分よりも y 軸に近づかないという条件を加えると、 何通りになるでしょうか? これを解くために、 次のような十進BASIC のプログラムを作って実行すると、 14通りであることが解ります。

  では、 点P( nn ) の場合、 原点 と 点P とを結ぶ線分よりも y 軸に近づかない最短距離の経路は何通りになるでしょうか? これは難しいので、 答えをお教えしましょう。
     
と置くと、 次のようになります。
     
     

  したがって、 次のような十進BASIC のプログラムを組んで実行すると、 n が大きくても短時間で具体的な値を知ることができます。

 で表される数列は、 カタラン数列と言われています。
  1  2  5  14  42  132  429  1430  4862  16796 ・ ・ ・

カタラン数列の第5項を求める問題 :

 ※ 参照: 大学生のための数学 > 十進BASIC > 十進BASIC_算数 > カタラン数は場合の数