$n$ が自然数のとき、${}_n C_0 + {}_n C_1 + \dots + {}_n C_n$ を $n$ の簡単な式で表す問題です。

代数学二項定理組み合わせ二項係数
2025/6/23

1. 問題の内容

nn が自然数のとき、nC0+nC1++nCn{}_n C_0 + {}_n C_1 + \dots + {}_n C_nnn の簡単な式で表す問題です。

2. 解き方の手順

二項定理を利用します。二項定理は、任意の自然数 nn に対して、
(a+b)n=k=0nnCkankbk=nC0an+nC1an1b++nCnbn(a+b)^n = \sum_{k=0}^n {}_n C_k a^{n-k} b^k = {}_n C_0 a^n + {}_n C_1 a^{n-1} b + \dots + {}_n C_n b^n
と展開できることを示します。
この式に a=1a = 1b=1b = 1 を代入すると、
(1+1)n=nC01n+nC11n11++nCn1n(1+1)^n = {}_n C_0 1^n + {}_n C_1 1^{n-1} 1 + \dots + {}_n C_n 1^n
2n=nC0+nC1++nCn2^n = {}_n C_0 + {}_n C_1 + \dots + {}_n C_n
したがって、nC0+nC1++nCn=2n{}_n C_0 + {}_n C_1 + \dots + {}_n C_n = 2^n となります。

3. 最終的な答え

2n2^n

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