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n個の要素を持つ有限集合の部分集合の数 📂レンマ

n個の要素を持つ有限集合の部分集合の数

公式

二項係数の和の公式 1

二項係数の和は次のようになる。 2n=k=0n(nk) 2^{n} = \sum_{k=0}^{n} \binom{n}{k}

補題: 冪集合の濃度

有限集合 SS濃度n=Sn = |S| であれば、その冪集合 2S2^{S} の濃度は 2n2^{n} である。

導出

二項定理: (x+y)n=k=0n(nk)xkynk (x+y)^{n} = \sum_{k=0}^{n} \binom{n}{k} x^{k} y^{n-k}

x=y=1x = y = 1 を代入すると 2n=k=0n(nk)1k1nk2^{n} = \sum_{k=0}^{n} \binom{n}{k} 1^{k} 1^{n-k} を得る。


  1. Bóna, M. (2025). Introduction to enumerative and analytic combinatorics: p28. ↩︎