Чтобы доказать равенство \( k! \cdot (n-k) = (n-k)! \cdot k \), мы можем воспользоваться свойствами факториала и законами комбинаторики.
Начнем с факта, что \( n! \) можно разложить в произведение двух факториалов:
\[ n! = n \cdot (n-1) \cdot (n-2) \cdots (k+1) \cdot k \cdot (k-1)! \cdots (n-k)! \]
Рассмотрим, как мы можем выразить \( k! \cdot (n-k) \):
- \( k! \) — это произведение всех натуральных чисел от 1 до \( k \).
- \( (n-k) \) — это просто число, обозначающее нечто, что осталось после выбора \( k \) элементов из \( n \).
Теперь обратим внимание на правую часть равенства \( (n-k)! \cdot k \):
- \( (n-k)! \) — это произведение всех натуральных чисел от 1 до \( n-k \).
- Умножив его на \( k \), мы можем представить это в контексте выборки и расположения элементов.
В этой структуре видно, что оба выражения представляют одно и то же количество способов: слева мы выбираем \( k \) из \( n \), а справа мы рассматриваем оставшиеся \( n-k \).
Изучая это равенство, мы видим, что каждая сторона представляет разные способы выбрать и организовать элементы, что соответствует свойству комбинаторики, и, таким образом, мы можем заключить, что равенство справедливо.
Таким образом, \( k! \cdot (n-k) = (n-k)! \cdot k \) действительно выполняется и можно рассматривать его как иллюстрацию принципа выбора и размещения.