r - combinaciones de conjuntos múltiples
Puede consultarlo en "Prinicples and Techniques in Combinatorics", un excelente libro de introducción a la combinatoria escrito por Chen Chuan-chong y Koh Khee-Meng.
Se lo reproduciré. Podemos representarnos r -combinación de M considerando cada a_i como una caja. Por ejemplo, el 10 -combinación \{3\cdot a_1,2\cdot a_2,0\cdot a_3,\cdots,5\cdot a_k\} puede interpretarse como la secuencia binaria 00010011\cdots100000 como se muestra a continuación. (Hemos utilizado 1 como separador entre casillas)
a_1 \;\; |\; a_2 \; | \; a_3 |\; \cdots\; | \;a_k
000 \; 1 \; 00 \;\; 1 \;\;\;\;\; 1 \cdots \;\;\;1\; 00000
Se trata efectivamente de una biyección y, por tanto, el número de r -combinaciones de M es igual al número de secuencias binarias de longitud r+(n-1) [aquí, n-1 representa el separador 1 's] que contiene (n-1) número de 1 's. Este último es C(r+n-1,n-1) .