杨辉三角

要想画杨辉三角,先把 "1" 方在顶点,然后连续在下面按三角形的模式放上数字。

每个数是它上面两个数的和。

(这里我突出了 1+3 = 4)

杨辉三角

杨辉三角里面的规率

pascals triangle 1s, counting, triangular

对角线

第一条对角线全是 "1"

下一条对角线是 正整数 (1、2、3、等等)

第三条对角线是 三角形数

(第四条对角线是 四面体数。)

 

杨辉三角的对称

对称

杨辉三角也是 对称的,左边的数在右边重复,像个镜像。

 

杨辉三角 2 次方

每行的和

每行的和有什么特别?

有规率吗?

每行的和是上一行的和的 两倍 (2 次方 )。

 

杨辉三角 11 乘方

11的乘方

每行是 11 的 (乘方):

115 呢? 简单! 把数字重叠起来,像这样:

杨辉三角 11 乘方b

依此类推,116,等等。


杨辉三角平方
 

平方

在第二条对角线,每个数的平方等于右边的数和它们下面的数的和。

例子:

  • 32 = 3 + 6 = 9,
  • 42 = 6 + 10 = 16,
  • 52 = 10 + 15 = 25,
  • 。。。。。。

这是有理由的。。。。。。你来想想。 (提示: 42=6+10, 6=3+2+1, and 10=4+3+2+1)

 

杨辉三角 斐波那契

斐波那契数列

试试这个: 先选一行最左边的 1,然后选向上一步再向右一步的数,重复这个步骤直到没有可选的数字。把这样选的数加起来(如图)。。。。。。你会得到 斐波那契数列

(斐波那契数列 从 "0, 1" 开始,然后把连续的两个数的和作为数列的下一个数,例如 3+5=8,然后 5+8=13,依此类推等)

 

pascals triangle 3

单数和双数

若你把单数和双数涂上不同颜色,你会得到 谢尔宾斯基三角形的图案

杨辉三角的应用

正面和反面

杨辉三角能显示抛硬币时不同的结果组合,从而得到任何结果组合的 概率

例如,若你抛三次硬币,只有一个有三个正面的组合(HHH),但有三个有两个正面和一个反面的组合(HHT、HTH、THH),也有三个有一个正面和两个反面的组合(HTT、THT、TTH),一个全是反面的组合(TTT)。这就是杨辉三角里的 "1、3、3、1" 模式。

抛硬币次数 可能结果(分组) 杨辉三角
1 H
T
1, 1
2 HH
HT TH
TT
1, 2, 1
3 HHH
HHT, HTH, THH
HTT, THT, TTH
TTT
1, 3, 3, 1
4 HHHH
HHHT, HHTH, HTHH, THHH
HHTT, HTHT, HTTH, THHT, THTH, TTHH
HTTT, THTT, TTHT, TTTH
TTTT
1, 4, 6, 4, 1
  ... etc ...  

例子: 抛四次硬币,得到两个正面向上的概率是多少?

总共有 1+4+6+4+1 = 16 (或 24=16)个可能结果,其中 6 个有两个正面。所以概率是 6/16,或 37.5%

组合

杨辉三角也显示物品可能 组合 的数量。

例子: 有 16 个台球,有几个不同的方法去选 3 个(不管次序)?

答案:去第 16 行 (顶行是 0),第 3 个 (最左是 0)的值就是答案:560

这是第 16 行附近:

1    14    91    364  ...
1    15    105   455   1365  ...
1    16   120   560   1820  4368  ...

 

杨辉三角里任何数的公式

组合学 里有一条杨辉三角里任何数的公式:

通常称为 "n 取 k",这样写:

  n 取 k = n! / k!(n-k)!

标志法:"n 取 k" 也可以写成 C(n,k), nCk nCkCnk

阶乘符号

"!" 代表 "阶乘",意思是一列逐渐减小的整数的积。 例子:

  • 4! = 4 × 3 × 2 × 1 = 24
  • 7! = 7 × 6 × 5 × 4 × 3 × 2 × 1 = 5040
  • 1! = 1

 

所以杨辉三角也可以是
"n 取 k" 的三角形,像这样:

(注意:顶行是 行 0
最左的列也是 列 0)

杨辉三角组合

例子:杨辉三角里 行 4,数 2 是 "6" ...

。。。。。。我们来看看公式是不是对的:

4 取 2 = 4! / 2!(4-2)! = (4x3x2x1)/(2x1x2x1) = 6

是对的!你自己来试试。

这很有用。。。。。。你可以用这个公式 直接 计算杨辉三角里任何的数,而不用先计算它上面的数。

 

多项式

杨辉三角也可显示 二项展开式的系数:

二项展开式 杨辉三角
2 (x + 1)2 = 1x2 + 2x + 1 1, 2, 1
3 (x + 1)3 = 1x3 + 3x2 + 3x + 1 1, 3, 3, 1
4 (x + 1)4 = 1x4 + 4x3 + 6x2 + 4x + 1 1, 4, 6, 4, 1
  ... etc ...  

头 15 行

1
                                        1     1
                                     1     2     1
                                  1     3     3     1
                               1     4     6     4     1
                            1     5     10    10    5     1
                         1     6     15    20    15    6     1
                      1     7     21    35    35    21    7     1
                   1     8     28    56    70    56    28    8     1
                1     9     36    84    126   126   84    36    9     1
             1     10    45    120   210   252   210   120   45    10    1
          1     11    55    165   330   462   462   330   165   55    11    1
       1     12    66    220   495   792   924   792   495   220   66    12    1
    1     13    78    286   715   1287  1716  1716  1287  715   286   78    13    1
 1    14     91   364   1001  2002  3003  3432  3003  2002  1001   364   91    14    1
中国杨辉三角

中国对杨辉三角的认知

这个图叫"古法七乘方图"。放大

记载于朱世杰在公元1303年(700 多年前)写的 《四元玉鉴》的前页,比欧洲最先谈及这个三角形的法国数学家帕斯卡早三百年。 并且书中说明此表引自11世纪中(约公元1050年)贾宪的《释锁算术》。而在南宋时期,在杨辉1261年所著的《详解九章算法》一书中,也辑录了这个三角形数表。

梅花机 (英语:"The Quincunx")

梅花机 法兰西斯・高尔登所发明的一个巧妙的小机器。它是个用木钉制成的杨辉三角,名为 "The Quincunx" (梅花机).

向第一个森钉投下球,然后自己掉到三角形底部的小箱子里。 初看像是完全随机(也真的是完全随机),但球在底部堆成一个漂亮的形状: 正态分布
标准正态分布