二項定理を用いて、次の等式を証明する問題です。 $_{n}C_{0} + _{n}C_{1} + _{n}C_{2} + \cdots + _{n}C_{n} = 2^{n}$

代数学二項定理組み合わせ数学的証明
2025/6/7

1. 問題の内容

二項定理を用いて、次の等式を証明する問題です。
nC0+nC1+nC2++nCn=2n_{n}C_{0} + _{n}C_{1} + _{n}C_{2} + \cdots + _{n}C_{n} = 2^{n}

2. 解き方の手順

まず、二項定理を (1+x)n(1+x)^{n} に適用します。二項定理は以下のように表されます。
(1+x)n=k=0nnCkxk=nC0+nC1x+nC2x2++nCnxn(1+x)^{n} = \sum_{k=0}^{n} {_{n}C_{k} x^{k}} = {_{n}C_{0}} + {_{n}C_{1}x} + {_{n}C_{2}x^{2}} + \cdots + {_{n}C_{n}x^{n}}
次に、x=1x = 1 を代入します。
(1+1)n=nC0+nC1(1)+nC2(1)2++nCn(1)n(1+1)^{n} = {_{n}C_{0}} + {_{n}C_{1}(1)} + {_{n}C_{2}(1)^{2}} + \cdots + {_{n}C_{n}(1)^{n}}
(2)n=nC0+nC1+nC2++nCn(2)^{n} = {_{n}C_{0}} + {_{n}C_{1}} + {_{n}C_{2}} + \cdots + {_{n}C_{n}}
これで、証明すべき等式が得られました。

3. 最終的な答え

nC0+nC1+nC2++nCn=2n_{n}C_{0} + _{n}C_{1} + _{n}C_{2} + \cdots + _{n}C_{n} = 2^{n}

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