கட்டற்ற கலைக்களஞ்சியமான விக்கிப்பீடியாவில் இருந்து.
கணிதத்தில் பல்லுறுப்புத் தேற்றம் (multinomial theorem ) என்பது ஒரு கூட்டுத்தொகையின் அடுக்கினை அக்கூட்டுத்தொகையிலுள்ள உறுப்புகளின் அடுக்குகளின் மூலம் எவ்வாறு விரித்தெழுதலாம் என விளக்குகிறது. இத்தேற்றம் ஈருறுப்புத் தேற்றத்தின் பொதுமைப்படுத்தலாகும்.
தேற்றம் [ தொகு ]
m ஒரு நேர்ம முழு எண்; n ஒரு எதிர்மமல்லா முழு எண் எனில்:
(
x
1
+
x
2
+
⋯
+
x
m
)
n
=
∑
k
1
+
k
2
+
⋯
+
k
m
=
n
(
n
k
1
,
k
2
,
…
,
k
m
)
∏
t
=
1
m
x
t
k
t
,
{\displaystyle (x_{1}+x_{2}+\cdots +x_{m})^{n}=\sum _{k_{1}+k_{2}+\cdots +k_{m}=n}{n \choose k_{1},k_{2},\ldots ,k_{m}}\prod _{t=1}^{m}x_{t}^{k_{t}}\,,}
இதில்
(
n
k
1
,
k
2
,
…
,
k
m
)
=
n
!
k
1
!
k
2
!
⋯
k
m
!
{\displaystyle {n \choose k_{1},k_{2},\ldots ,k_{m}}={\frac {n!}{k_{1}!\,k_{2}!\cdots k_{m}!}}}
ஒரு "பல்லுறுப்புக் கெழு" அல்லது "பல்லுறுப்புக் குணகம்" ஆகும்.
இந்த விரிவின் ஒவ்வொரு உறுப்பிலுமுள்ள x i இன் அடுக்குகளின் கூட்டுத்தொகை n ஆக இருக்கும். மேலும் ஈருறுப்புத் தேற்றத்தைப் போலவே இத்தேற்றத்திலும் x 0 என்ற வடிவிலுள்ளவற்றின் மதிப்பு 1 ஆக எடுத்துக்கொள்ளப்படும் (x = 0 ஆக இருந்தாலும் கூட).
m = 2 ஆக இருக்கும் போது பல்லுறுப்புத் தேற்றமானது ஈருறுப்புத் தேற்றமாகிவிடும்.
எடுத்துக்காட்டு [ தொகு ]
மூவுறுப்புக்கோவை a + b + c இன் மூன்றடுக்கின் விரிவு:
(
a
+
b
+
c
)
3
=
a
3
+
b
3
+
c
3
+
3
a
2
b
+
3
a
2
c
+
3
b
2
a
+
3
b
2
c
+
3
c
2
a
+
3
c
2
b
+
6
a
b
c
.
{\displaystyle (a+b+c)^{3}=a^{3}+b^{3}+c^{3}+3a^{2}b+3a^{2}c+3b^{2}a+3b^{2}c+3c^{2}a+3c^{2}b+6abc.}
(
a
+
b
+
c
)
3
{\displaystyle (a+b+c)^{3}}
இன் விரிவை கூட்டலின் மீதான பங்கீட்டுப் பண்பைப் பயன்படுத்திக் காணமுடியும். என்றாலும் பல்லுறுப்புத் தேற்றத்தைப் பயன்படுத்தி விரிவுபடுத்தல் எளிதாக இருக்கும். ஏனென்றால் இத்தேற்றத்தின்படி பல்லுறுப்புக் கெழுக்களைக் கணக்கிடல் எளிதானது. எடுத்துக்காட்டாக:
a
2
b
0
c
1
{\displaystyle a^{2}b^{0}c^{1}}
இன் கெழு
(
3
2
,
0
,
1
)
=
3
!
2
!
⋅
0
!
⋅
1
!
=
6
2
⋅
1
⋅
1
=
3.
{\displaystyle {3 \choose 2,0,1}={\frac {3!}{2!\cdot 0!\cdot 1!}}={\frac {6}{2\cdot 1\cdot 1}}=3.}
a
1
b
1
c
1
{\displaystyle a^{1}b^{1}c^{1}}
இன் கெழு
(
3
1
,
1
,
1
)
=
3
!
1
!
⋅
1
!
⋅
1
!
=
6
1
⋅
1
⋅
1
=
6.
{\displaystyle {3 \choose 1,1,1}={\frac {3!}{1!\cdot 1!\cdot 1!}}={\frac {6}{1\cdot 1\cdot 1}}=6.}
மாற்று வடிவம் [ தொகு ]
பல்லடுக்குகளைப் பயன்படுத்தி இத்தேற்றத்தின் கூற்றைப் பின்வருமாறு எழுதலாம்:
(
x
1
+
⋯
+
x
m
)
n
=
∑
|
α
|
=
n
(
n
α
)
x
α
{\displaystyle (x_{1}+\cdots +x_{m})^{n}=\sum _{|\alpha |=n}{n \choose \alpha }x^{\alpha }}
இதில்,
α
=
(
α
1
,
α
2
,
…
,
α
m
)
{\displaystyle \alpha =(\alpha _{1},\alpha _{2},\dots ,\alpha _{m})}
மற்றும்
x
α
=
x
1
α
1
x
2
α
2
⋯
x
m
α
m
{\displaystyle x^{\alpha }=x_{1}^{\alpha _{1}}x_{2}^{\alpha _{2}}\cdots x_{m}^{\alpha _{m}}}
நிறுவல் [ தொகு ]
ஈருறுப்புத் தேற்றம் மற்றும் m மீதானக் கணிதத் தொகுத்தறிதல் முறையைப் பயன்படுத்தி பல்லுறுப்புத் தேற்றம் இங்கு நிறுவப்படுகிறது.
கணிதத் தொகுத்தலறிதல் முறையின் படிநிலைகள்:
m = 1, எனில் பல்லுறுப்புத் தேற்றத்தின் இருபுறமும் x 1 n என சமமாக உள்ளன.
m இற்குப் பல்லுறுப்புத் தேற்றம் உண்மையெனக் கொண்டு m + 1 மதிப்பிற்கும் தேற்றம் உண்மையாகிறது என கீழே நிறுவப்படுகிறது:
(
x
1
+
x
2
+
⋯
+
x
m
+
x
m
+
1
)
n
=
(
x
1
+
x
2
+
⋯
+
(
x
m
+
x
m
+
1
)
)
n
=
∑
k
1
+
k
2
+
⋯
+
k
m
−
1
+
K
=
n
(
n
k
1
,
k
2
,
…
,
k
m
−
1
,
K
)
x
1
k
1
x
2
k
2
⋯
x
m
−
1
k
m
−
1
(
x
m
+
x
m
+
1
)
K
{\displaystyle {\begin{aligned}&(x_{1}+x_{2}+\cdots +x_{m}+x_{m+1})^{n}=(x_{1}+x_{2}+\cdots +(x_{m}+x_{m+1}))^{n}\\[6pt]={}&\sum _{k_{1}+k_{2}+\cdots +k_{m-1}+K=n}{n \choose k_{1},k_{2},\ldots ,k_{m-1},K}x_{1}^{k_{1}}x_{2}^{k_{2}}\cdots x_{m-1}^{k_{m-1}}(x_{m}+x_{m+1})^{K}\end{aligned}}}
வலப்புறமுள்ள கடைசி காரணியை ஈருறுப்புத் தேற்றத்தைப் பயன்படுத்தி விரிக்க:
=
∑
k
1
+
k
2
+
⋯
+
k
m
−
1
+
K
=
n
(
n
k
1
,
k
2
,
…
,
k
m
−
1
,
K
)
x
1
k
1
x
2
k
2
⋯
x
m
−
1
k
m
−
1
∑
k
m
+
k
m
+
1
=
K
(
K
k
m
,
k
m
+
1
)
x
m
k
m
x
m
+
1
k
m
+
1
{\displaystyle =\sum _{k_{1}+k_{2}+\cdots +k_{m-1}+K=n}{n \choose k_{1},k_{2},\ldots ,k_{m-1},K}x_{1}^{k_{1}}x_{2}^{k_{2}}\cdots x_{m-1}^{k_{m-1}}\sum _{k_{m}+k_{m+1}=K}{K \choose k_{m},k_{m+1}}x_{m}^{k_{m}}x_{m+1}^{k_{m+1}}}
(
n
k
1
,
k
2
,
…
,
k
m
−
1
,
K
)
(
K
k
m
,
k
m
+
1
)
=
n
!
k
1
!
k
2
!
⋯
k
m
−
1
!
K
!
K
!
k
m
!
k
m
+
1
!
=
n
!
k
1
!
k
2
!
⋯
k
m
+
1
!
=
(
n
k
1
,
k
2
,
…
,
k
m
−
1
,
k
m
,
k
m
+
1
)
,
{\displaystyle {n \choose k_{1},k_{2},\ldots ,k_{m-1},K}{K \choose k_{m},k_{m+1}}={\frac {n!}{k_{1}!k_{2}!\cdots k_{m-1}!K!}}{\frac {K!}{k_{m}!k_{m+1}!}}={\frac {n!}{k_{1}!k_{2}!\cdots k_{m+1}!}}={n \choose k_{1},k_{2},\ldots ,k_{m-1},k_{m},k_{m+1}},}
என்பதால்
(
x
1
+
x
2
+
⋯
+
x
m
+
x
m
+
1
)
n
=
∑
k
1
+
k
2
+
⋯
+
k
m
−
1
+
k
m
+
k
m
+
1
=
n
(
n
k
1
,
k
2
,
…
,
k
m
−
1
,
k
m
,
k
m
+
1
)
x
1
k
1
x
2
k
2
⋯
x
m
−
1
k
m
−
1
x
m
k
m
x
m
+
1
k
m
+
1
{\displaystyle (x_{1}+x_{2}+\cdots +x_{m}+x_{m+1})^{n}=\sum _{k_{1}+k_{2}+\cdots +k_{m-1}+k_{m}+k_{m+1}=n}{n \choose k_{1},k_{2},\ldots ,k_{m-1},k_{m},k_{m+1}}x_{1}^{k_{1}}x_{2}^{k_{2}}\cdots x_{m-1}^{k_{m-1}}x_{m}^{k_{m}}x_{m+1}^{k_{m+1}}}
எனவே கணிதத் தொகுத்தறிதல் முறையின் இரண்டாம் படிநிலையும் நிறுவப்பட்டு பல்லுறுப்புத் தேற்றத்தின் நிறுவல் நிறைவுறுகிறது.
பல்லுறுப்புக் கெழுக்கள் [ தொகு ]
பல்லுறுப்புத் தேற்றத்தின் வலப்பக்க விரிவில் இடம்பெறும் உறுப்புக்களின் எண் கெழுக்கள் :
(
n
k
1
,
k
2
,
…
,
k
m
)
{\displaystyle {n \choose k_{1},k_{2},\ldots ,k_{m}}}
"பல்லுறுப்புக் கெழுக்கள்" அல்லது "பல்லுறுப்புக் குணகங்கள்" என அழைக்கப்படுகின்றன. இவற்றின் வாய்பாடு:
(
n
k
1
,
k
2
,
…
,
k
m
)
=
n
!
k
1
!
k
2
!
⋯
k
m
!
=
(
k
1
k
1
)
(
k
1
+
k
2
k
2
)
⋯
(
k
1
+
k
2
+
⋯
+
k
m
k
m
)
{\displaystyle {n \choose k_{1},k_{2},\ldots ,k_{m}}={\frac {n!}{k_{1}!\,k_{2}!\cdots k_{m}!}}={k_{1} \choose k_{1}}{k_{1}+k_{2} \choose k_{2}}\cdots {k_{1}+k_{2}+\cdots +k_{m} \choose k_{m}}}
பல்லுறுப்புக் கெழுக்களின் கூட்டுத்தொகை:
பல்லுறுப்புத் தேற்றத்தின் விரிவிலுள்ள எல்லா உறுப்புகளின் கெழுக்களின் கூடுதல்:
∑
k
1
+
k
2
+
⋯
+
k
m
=
n
(
n
k
1
,
k
2
,
…
,
k
m
)
=
m
n
.
{\displaystyle \sum _{k_{1}+k_{2}+\cdots +k_{m}=n}{n \choose k_{1},k_{2},\ldots ,k_{m}}=m^{n}.}
விளக்கம்:
பல்லுறுப்புத் தேற்றம்:
∑
k
1
+
k
2
+
⋯
+
k
m
=
n
(
n
k
1
,
k
2
,
…
,
k
m
)
x
1
k
1
x
2
k
2
⋯
x
m
k
m
=
(
x
1
+
x
2
+
⋯
+
x
m
)
n
{\displaystyle \sum _{k_{1}+k_{2}+\cdots +k_{m}=n}{n \choose k_{1},k_{2},\ldots ,k_{m}}x_{1}^{k_{1}}x_{2}^{k_{2}}\cdots x_{m}^{k_{m}}=(x_{1}+x_{2}+\cdots +x_{m})^{n}}
இதில்
x
i
=
1
,
(
∀
i
)
{\displaystyle x_{i}=1,(\forall i)}
எனப் பதிலிட:
∑
k
1
+
k
2
+
⋯
+
k
m
=
n
(
n
k
1
,
k
2
,
…
,
k
m
)
=
m
n
.
{\displaystyle \sum _{k_{1}+k_{2}+\cdots +k_{m}=n}{n \choose k_{1},k_{2},\ldots ,k_{m}}=m^{n}.}
சேர்வியல் விளக்கம்:
பல்லுறுப்புக் கெழுக்களின் மதிப்பு வெவ்வேறான n பொருட்களை, வெவ்வேறான m பெட்டிகளில் போடும் வழிகளின் எண்ணிக்கைக்குச் சமமாகும். இதில், முதல் பெட்டியில் k 1 பொருட்களும் இரண்டாவது பெட்டியில் k 2 பொருட்களும் மூன்றாவது பெட்டியில் k 3 பொருட்கள் என்று பொருட்கள் பெட்டிகளில் போடப்பட வேண்டும்[1]
மேற்கோள்கள் [ தொகு ]