maths.freeCombinatorics & Graph Theory › Counting › Bijective proof

Bijective proof

In combinatorics, bijective proof is a proof technique for proving that two sets have equally many elements, or that the sets in two combinatorial classes have equal size, by finding a bijective function that maps one…

Bijective proof

In combinatorics, bijective proof is a proof technique for proving that two sets have equally many elements, or that the sets in two combinatorial classes have equal size, by finding a bijective function that maps one set one-to-one onto the other. This technique can be useful as a way of finding a formula for the number of elements of certain sets, by corresponding them with other sets that are easier to count. Additionally, the nature of the bijection itself often provides powerful insights into each or both of the sets.

Proving the symmetry of the binomial coefficients

The symmetry of the binomial coefficients states that

\({n \choose k} = {n \choose n-k}.\)

This means that there are exactly as many combinations of k things in a set of size n as there are combinations of n − k things in a set of size n.

The key idea of the bijective proof may be understood from a simple example: selecting k children to be rewarded with ice cream cones, out of a group of n children, has exactly the same effect as choosing instead the n − k children to be denied ice cream cones.

Other examples

Problems that admit bijective proofs are not limited to binomial coefficient identities. As the complexity of the problem increases, a bijective proof can become very sophisticated. This technique is particularly useful in areas of discrete mathematics such as combinatorics, graph theory, and number theory.

The most classical examples of bijective proofs in combinatorics include:

  • Prüfer sequence, giving a proof of Cayley's formula for the number of labeled trees.
  • Robinson-Schensted algorithm, giving a proof of Burnside's formula for the symmetric group.
  • Conjugation of Young diagrams, giving a proof of a classical result on the number of certain integer partitions.
  • Bijective proofs of the pentagonal number theorem.
  • Bijective proofs of the formula for the Catalan numbers.

Now you Không máy tính nào có thể tính toán được nó, nhưng các mảnh của nó có thể tính toán được. Thử một trong những cách dưới đây, hoặc gõ theo ý bạn.

Để cho anh làm việc

Một tài khoản miễn phí thêm ghi chú vào mỗi bài học, ghi chép những gì bạn đã hoàn thành, các bài toán bạn giải quyết ở một nơi, và một giáo viên bạn có thể hỏi về trang này. Toán học là mở cho mọi người, dù có đăng nhập hay không.

Đăng ký Đăng nhập

Ký hiệu được dùng ở đây

Nhấn vào bất kỳ ký hiệu nào để xem định nghĩa đầy đủ, một bức ảnh, và ý nghĩa của từng chữ cái trong nó.

Câu hỏi người ta hỏi

Permutation or combination?

Ask whether order matters. A lock code is a permutation (order matters); a hand of cards is a combination (it does not).

What is a graph in this sense?

Dots (vertices) joined by lines (edges), not a plot. Road maps, social networks and molecules are graphs; questions like "is there a route" and "how few colours" are graph theory.

Một số phần của trang này được chuyển từ Wikipedia (CC BY-SA 4.0). Được nén lại và giải thích lại ở đây; lỗi là của chúng tôi.

More in Combinatorics & Graph Theory