틀을 깨는 기발한 수학

확률과 통계

부등식에서 정수해의 개수 구하기

바보수학자 2021. 12. 12. 18:47
728x90

 

 

 

 
   부등식 \( \ x_{1} + x_{2} + x_{4} + ,\cdots, + x_{k} \leq n \) 을 만족하는 음아닌 정수해의 개수는 $$ \ _{k+1} \mathrm {H} _{n} $$

 

착안점은 부등식을 방정식으로 변형해주면 된다.

$$ \ x_{1} + x_{2} + x_{3} + ,\cdots, + x_{k} + x_{k+1} = n $$ $$  \therefore \ _{k+1} \mathrm {H} _{n} $$

 

(1) \( \ x_{1} + x_{2} + x_{3} +, \cdots, + x_{k} < n \) 을 만족하는 음아닌 정수해의 개수는

     \( \ x_{1} + x_{2} + x_{4} + ,\cdots, + x_{k} \leq n-1 \) 로 변형한 다음

 

   마찬가지 방법으로 

$$ \ x_{1} + x_{2} + x_{3} + ,\cdots, + x_{k} + x_{k+1} = n-1 $$

$$  \therefore \ _{k+1} \mathrm {H} _{n-1} $$

  이 됨을 알 수 있다.

(2) \( \ x_{1} + x_{2} + x_{4} + ,\cdots, + x_{k} \leq n \)을 만족하는자연수의 개수는

     \( \ x_{1} + x_{2} + x_{4} + ,\cdots, + x_{k} \leq n-k \) 로 변형해 주면 음아닌정수의 개수와 같게 되므로

$$ \ x_{1} + x_{2} + x_{3} + ,\cdots, + x_{k} + x_{k+1} = n-k $$ $$  \therefore \ _{k+1} \mathrm {H} _{n-k} $$

  이 됨을 알 수 있다.

 

(3) \( \ x_{1} + x_{2} + x_{3} +, \cdots, + x_{k} < n \) 을 만족하는 자연수의 개수는

     \( \ x_{1} + x_{2} + x_{4} + ,\cdots, + x_{k} \leq n-1 \) 로 변형한 후

$$ \ x_{1} + x_{2} + x_{3} + ,\cdots, + x_{k} + x_{k+1} = n-1 $$ $$ \ x_{1} + x_{2} + x_{3} + ,\cdots, + x_{k} + x_{k+1} = n-k-1 $$의  음아닌정수의 개수와 같게 되므로

$$  \therefore \ _{k+1} \mathrm {H} _{n-k-1} $$

  이 됨을 알 수 있다.

 

이상으로 중복조합에 부등식이 포함될 때 정수해에 대해서 알아보았다.

 

728x90