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輸入計算

數學公式

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結果

Sum of all combinations (2n)
1073741824
total over r = 0 to 30 (31 rows)
r nCr(組合數)
0 1
1 30
2 435
3 4060
4 27405
5 142506
6 593775
7 2035800
8 5852925
9 14307150
10 30045015
11 54627300
12 86493225
13 119759850
14 145422675
15 155117520
16 145422675
17 119759850
18 86493225
19 54627300
20 30045015
21 14307150
22 5852925
23 2035800
24 593775
25 142506
26 27405
27 4060
28 435
29 30
30 1

什麼是組合 nCr 數值表計算機?

這個工具會把二項式係數 nCr 完整列成表格——也就是「從 n 個相異物品中,不計順序地選取 r 個」的方法總數,並針對 r 從 0 一路算到 n 的每一個數值。你只要輸入一個 n 值,計算機就會產生一份 (n+1) 列的表格,並附上整列的總和,而這個總和恆等於 2 的 n 次方。本工具採用任意精度(大數)運算,n 最大支援到 300,因此就算是大到天文數字的係數,例如 300C150(約 89 位數),也能精確算出。

使用方式

輸入物品數量 \(n\)(非負整數,上限 300)。如果你希望把輸出中過於龐大的數字縮短顯示,可以設定「顯示精度(有效位數)」;這只會影響大數值的呈現方式,完全不會更動背後的運算結果。按下計算,即可看到完整的 nCr 數值表,以及所有列加總得到的 \(2^n\) 總和。

公式說明

組合公式為 $$\binom{n}{r} = \frac{n!}{r!\,(n-r)!}.$$為了避免階乘運算溢位,計算機改用乘法遞迴:\(\binom{n}{0} = 1\),\(\binom{n}{r} = \binom{n}{r-1} \times \frac{n-r+1}{r}\)。每一步都以大整數運算保持精確。根據對稱性,\(\binom{n}{r}\) 會等於 \(\binom{n}{n-r}\);而所有 \(r\) 的總和,正好等於冪集合的元素個數,也就是 \(2^n\):$$\sum_{r=0}^{n} \binom{n}{r} = 2^{n}.$$

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展示各列二項式係數的巴斯卡三角形,每個數由其上方兩個數相加得到
巴斯卡三角形:每個 nCr 都是它上方兩個數之和。

實例演算(n = 5)

\(\binom{5}{0} = 1\)、\(\binom{5}{1} = 5\)、\(\binom{5}{2} = 10\)、\(\binom{5}{3} = 10\)、\(\binom{5}{4} = 5\)、\(\binom{5}{5} = 1\)。整列總和為 $$1 + 5 + 10 + 10 + 5 + 1 = 32,$$正好等於 \(2^5\)。再驗算一次:$$\binom{6}{2} = \frac{6!}{2! \times 4!} = \frac{720}{2 \times 24} = 15.$$

第 n=5 列二項式係數 1、5、10、10、5、1 的長條圖,呈對稱的鐘形
第 n = 5 列(1, 5, 10, 10, 5, 1)對稱,總和為 \(2^5 = 32\)。

常見問題

為什麼表格會有 n+1 列?因為 \(r\) 從 0 取到 \(n\)(含兩端),總共會有 n+1 個不同的組合數。

nC0 是什麼意思?代表「什麼都不選」——這種選法只有一種,所以 \(\binom{n}{0} = 1\);同理,\(\binom{n}{n}\) 也等於 1。

為什麼要開放到 50 位有效位數?大型係數動輒好幾十位數,而標準的雙精度浮點數在大約 15~16 位數之後就會失去準確度,因此「顯示精度」選項能讓你看到不被截斷、看起來精確無誤的數值。

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