パスカルの三角形 と 二項定理
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2015.06.05



 「 下図において、 答えも同時に記しているが、 頂点から各交点まで、 道を通って最短距離で進む方法は、 何通りあるか? 」 いう問題があります。

        

 3段目( 3コマ進む )までならすぐに解りますが、 4段目( 4コマ進む )以上になると難しくなってきます。 そこで、 コツをお教えしましょう。 目的の交点まで進むには、 最後にその交点の 右斜上の交点から行く か 左斜上の交点から行く かのどちらかですので、 目的とする交点の右斜上の交点における最短距離で進む場合の数 と その交点の左斜上の交点における最短距離で進む場合の数 とを加えたものが、 求める答えになります。 頂点に を与えて、 以上の答えを、 ボウリングのピンの配置のように並べたものが「 パスカルの三角形 」です。

 発想の転換により、 違った方法で答えが求まります。 例えば、 4段目の中央の交点の場合、 4コマ進むのですが、 その1コマの進み方は、 右斜下に進む か 左斜下に進む かの2通りしかありません。 また、 目的の交点に到達するまでには、 右斜下に進むのが必ず2回になっています。 したがって、 4コマのうち右斜下に進むのが 何コマ目 と 何コマ目 になるのか、 その組み合わせの数を求めればいいことが解ります。 したがって答えは次のようになります。
   


 さて、 二項定理は次のようなものです。
   「 を展開したとき、 の係数は になる。」

例えば、  のとき、
    です。

 「 パスカルの三角形 」がどうして二項定理を表しているのか、 上記の2通りの解答をみると、 その理由が解るような気がします。

 二項定理については、 十進BASIC_算数 > 二項係数 と パスカルの三角形 や 確率 と 統計学 > 確率の二項分布 ( 独立試行の反復確率 ) もご覧ください。