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Catalan-Zahlen Rechner

Berechnen Sie Catalan-Zahlen mit Anwendungen in Kombinatorik und Binärbäumen

Geben Sie eine nicht-negative ganze Zahl ein (0 bis 30)

Ergebnisse

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Theorie & Formel

Catalan-Zahlen

Catalan-Zahlen bilden eine Folge natürlicher Zahlen, die in verschiedenen Zählproblemen auftreten, oft mit rekursiv definierten Objekten. Die n-te Catalan-Zahl zählt die Anzahl der Ausdrücke mit n Klammerpaaren, die korrekt zugeordnet sind.

Formeln

\(C_n = \frac{1}{n+1}\binom{2n}{n} = \frac{(2n)!}{(n+1)!n!}\)
\(C_n = \sum_{i=0}^{n-1} C_i \cdot C_{n-1-i}\)

Die erste Formel verwendet Binomialkoeffizienten, die zweite ist eine rekursive Definition

Anwendungen

  • Anzahl der Möglichkeiten, n Klammerpaare korrekt zuzuordnen
  • Anzahl verschiedener Binärbäume mit n+1 Blättern
  • Number of paths from (0,0) to (n,n) that do not cross the diagonal
  • Anzahl der Möglichkeiten, ein konvexes Polygon mit n+2 Seiten zu triangulieren
  • Anzahl der Möglichkeiten, 2n Punkte auf einem Kreis durch n sich nicht kreuzende Sehnen zu verbinden

First Catalan numbers

The first Catalan numbers are: 1, 1, 2, 5, 14, 42, 132, 429, 1430, 4862, 16796...

Beispiel

Berechnen Sie C₃ (Anzahl der Möglichkeiten, 3 Klammerpaare zu paaren):

\(C_3 = \frac{1}{4}\binom{6}{3} = \frac{1}{4} \cdot 20 = 5\)
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