$r$ - 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 $C(r+n-1,n-1)$ .