牛顿二项式定理

巡山小妖精
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2021年02月11日 05:57
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2021年2月11日发(作者:灰太狼与喜羊羊)


牛顿二项式定理



目录



二项式定理



发现历程



应用



二项式的递推



加法定理



数形趣遇



算式到算图



二项式定理



发现历程



应用



二项式的递推



加法定理



数形趣遇



算式到算图



展开



编辑本段


二项式定理








binomial theorem





二项式定理


,又称


牛顿二项式定理

< br>,由


艾萨克·牛顿


于


1664< /p>


、


1665


年


间 提出。













此定理指出:



其中,


二项式系数


指


...


等 号右边的


多项式


叫做二项展开式。



二项展开式的


通项公式


为



其


i


项系数可表示为< /p>


:


见图右,即


n


取


i


的组合数目。






因 此系数亦可表示为


帕斯卡三角形


(Pascal's Triangle)




二项式定理


(Binomial


Th eorem)


是指


(a+b)n


在


n


为正整数时的展开式。


(a+b)n


的系数表为:





1 n=0




1 1 n=1




1 2 1 n=2














1 3 3 1 n=3


1 4 6 4 1 n=4


1 5 10 10 5 1 n=5


1 6 15 20 15 6 1 n=6


„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„



(左右两端为


1


,其他数字等于正上方的两个数 字之和)



编辑本段


发现历程





在我国被称为「

< br>贾宪三角


」或「


杨辉三角


」,一 般认为是北宋数学家


贾宪


所首创。它记载于

杨辉


的《详解九章算法》


(1261)

之中。在


阿拉伯数


学


家

< p>
卡西


的著作《算术之钥》


(1427)

< p>
中也给出了一个二项式定理系数表,


他所用的计算方法与贾宪的完全相同。 在


欧洲


,德国数学家阿皮安努斯在


他< /p>


1527


年出版的


算术书


的封面上刻有此图。但一般却称之为「帕斯卡三角


形」,因为

< br>帕斯卡


在


1654


年也发现了这 个结果。无论如何,二项式定理的


发现,在我国比在欧洲至少要早


300


年。





1665


年,


牛顿


把二项式定理推广到


n


为分数与 负数的情形,给出了的


展开式。



编辑本段


应用





二项式定理在组合理论、开高次方 、


高阶等差数列


求和,以及差分法


中有 广泛的应用。



排列与组合





1


、Cn0+Cn1+Cn2„„Cnk„„Cnn=2^n





2


、


Cno- Cn1+Cn2-


Cn3+„„(


-1)^nCnn=0




证明:由


(a+b)^n=C(n,0)a^n+C(n,1)a^(n-1)*b+C(n,2)a^(n-2)*b^ 2+...+C(n,n)b^


n




当


a=b=1


时,代入二项式定理可证明


1




但


a=-1


,


b=1


时代入二项式定理可证明


2





二项式定理





二项式定理


:

叫二项式系数(0≤r≤n)


.


通项用

Tr+1


表示,为展开


式的第


r+ 1


项,且


,


注意项的系数和二项式系数的区别


.


系数性质





①对称性:





②增减性和最大值:先增后减





n


为偶数 时,中间一项的二项式系数最大,为:


Tn/2


+


1




n


为奇数时,中间两项的二项式系数相等且最大,为:


T(n+1)/2


,


T[(n+1)/2


+

1]


赋值法





掌握“赋值法”这种利用恒等式解决问题的思想


.




证明:


n


个(


a+b


)相乘,是从(

< p>
a+b


)中取一个字母


a


或


b


的积。所以


(

a+b


)


^n


的展开式中每一项都 是


)a^k*b^(n-k)


的形式。对于每一个


a^k*b^(n-k)


,是由


k

< br>个


(a+b)


选了


a,


(


a


的系数为


n


个中取


k


个的组合数


(就是那个


C


右上角一个数,右下角一个数))。(

< p>
n-k


)个


(a+b)


选 了


b


得到的(


b


的系数同理)。由此得到二项式定理。





二项式系数之和


:




2


的


n


次方





而且展开式中奇数项二项式系数之和等于偶数项二项式系数之 和等于


2


的


(n-1)


次方





二项式定理的推广:





二项式定理推广到指数为非自然数的情况:





形式为





注意:


|x|<1

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