■カタラン数の拡張(その3)

[Q]n×n格子の左下端から右上端まで最短距離でいく行き方は何通りあるか?

[A]2nCn通り

[Q]n×n格子の左下端から右上端まで最短距離でいく行き方は何通りあるか? ただし,対角線より上側は通らないものとする.

[A]2nCn/(n+1)通り

 2次元カタラン数は

  2nCn/(n+1)=2nCn・nCn/n+1C1・nC0

と記述できることに注意.

 これを一般化すると

[Q]n×n×n格子の(0,0,0)から(n,n,n)まで最短距離でいく行き方は何通りあるか?

[A]3nCn・2nCn通り

[Q]n×n×n格子の(0,0,0)から(n,n,n)まで最短距離でいく行き方は何通りあるか? ただし,x≧y≧z≧0内の領域を通るものとする.

[A]3nCn・2nCn・nCn/n+2C2・n+1C1・nC0通り(3次元カタラン数)

 同様に,m次元カタラン数は

  mnCn・・・3nCn・2nCn・3nCn/n+m-1Cm-1・・・n+2C2・n+1C1・nC0

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