结合著名的杨辉三角,你能得出多少有关(a+b)^n展开系数的结论
- 提问者网友:鐵馬踏冰河
- 2021-08-23 11:55
- 五星知识达人网友:往事埋风中
- 2021-08-23 13:10
【题2】 在杨辉三角形中,第5行第3数上的数10,写成肩上2数的和,可以是:
A.10=4+6 B.10=3+7 C.10=2+8 D.10=5+5
【解答】 杨辉三角形中的任何一个数,都由1+1的错位加法形成,加法的结果是唯一的. 因此,第5行第3数10,肩挑两数的结果是4+6. 答案为A.
丙生提议:这个三角形还可以命名为“单肩串数三角形”.
因为三角形中任何一个数都等于它的“一个肩上数斜向上顶住的一串数”.
如三角形中第5行第3数10,它等于它右肩上的数6,并由6向左斜上方串联的一组数的和,即
10=6+3+1
它也等于它左肩上的数4,并由4向右斜上方串联的一组数的和,即
10=4+3+2+1
老师说,这个发现很有意思. 要知道,“单肩串数”这个性质实为“肩挑两数”性质推论或发展. 谁能讲出这个道理来?
丁生发言:“单肩串数”实为“肩挑两数”进行递推的结果,例如数10,如果是右肩串数,则是3次“肩挑两数”的结果.
10=6+4=6+(3+1)=6+[3+(1+0)]=6+3+1+0
如果是左肩串数,则是4次“肩挑两数”的结果:
10=4+6=4+(3+3)=4+[3+(2+1)]
=4+{3+[2+(1+0)]}=4+3+2+1+0
老师总结:“单肩串数”是“肩挑两数”的递推结果;而“肩挑两数”又是“错位加法”的累计结果.
错位加法是问题之根.
三、a的相乘 实为b的组合
为了弄清二项式 (a+b)n = (a+b) (a+b)…(a+b)= A0an+ A1an-1b+…+ An-1 abn-1+ Anbn 展开时系数的形成过程,我们先回头看“和的平方”展开时,系数是怎样形成的.
(a+b)2 = (a+b) (a+b)
此式中,我们视a为主字母,视b为系数,其中的2个b分别记作b1和b2,于是有
(a+b)2 = (a+b1) (a+b2)
=a2+ (b1 +b2)a+ b1b2 =a2+2ab+b2
由此看到,最高项a2的系数为1. 次高项a的系数是b1 +b2,这是从集合{ b1,b2}中,每次取1个元素所成的组合. 其组合数为 =2.
常数项b1b2,是从集合{ b1,b2}每次取出2个元素所成的组合,组合数为 =1.
统一地看,最高项a2中不含b,因此可以看作,从集合{ b1,b2}每次取出0个元素所对应的组合.
组合数为 =1.
这样一来,“和的平方”展开式可写成 (a+b)2 = a2+ ab+ b2
有了这个基础,我们也可以用“组合数”表示二项式(a+b)n展开后各项的系数.
【题3】 试用组合数表示二项式
(a+b)n=(a+b) (a+b)…(a+b) = A0an+ A1an-1b+…+ An-1 abn-1+ Anbn
展开式中各系数A0,A1,…,An-1,An.
【解答】 对于an,它是从集合{ b1,b2,…,bn }中每次取出0个元素的组合. 组合数为A0= .
对于an-1b,它是从集合{ b1,b2,…,bn }中,每次取出1个元素的组合,组合数为A1= .
……
对于abn-1,它是从集合{ b1,b2,…,bn }中,每次取出n-1个元素的组合,组合数为 .
对于bn,它是从集合{ b1,b2,…,bn }中,每次取出n个元素的组合,组合数为 .
于是,二项式(a+b)n可展开成如下形式
(a+b)n= an+ an-1b +…+ abn-1 + bn
这就是所谓的“二项式定理”.
它是“和的平方式”的一般形式,或者说,(a+b)2 = a2+2ab+b2是二项式定理的特殊形式.
从数学思想上说,“和的平方式”是“二项式定理”之根. 反过来,二项式定理为和的平方之果.
四、n始于1 r始于0
在杨辉三角形中,我们看到:n从1开始,但是第1行有2个数,第2行有3个数,…,第k行有k+1个数,这正是二项式展开时“错位相加,项数多1”的结果.
(a+b)n= an+ an-1b +…+ an-rbr +…+ bn
展开式中的r从0取到n,故(a+b)n展开式有n+1项,其中关于r的通项 an-rbr不是第r项,而是第r+1项. 故二项式展开式的通项公式为 Tr+1= an-rbr 初学者经常说成 Tr= an-rbr
【题4】 在 的展开式中,第几项含x3?
【说明】 在通项公式 an-rbr中求得r值,对应的r+1为其项数.
【解答】 Tr+1 = (2x)4-r =24-r 令 得r =2
T3= (2x)2•x=24x3 故展开式的第3项含x3项24x3.
【题5】 已知 ,求展开式中x9的系数.
【说明】 x9的系数不是二项式中 的系数,但可通过通项公式 an-rbr求出对应的r来.
【解答】 设展开式的第r+1项能化简得到x9项.
则有 Tr+1 = (x2)9-r• =
令 18-3r = 9 得r =3 故 x9的系数为
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- 1楼网友:玩世
- 2021-08-23 16:13
- 2楼网友:轮獄道
- 2021-08-23 14:33
- 3楼网友:野慌
- 2021-08-23 13:53
1 (a+b)^0=1
1 1 (a+b)^1=a+b
1 2 1 (a+b)²=a²+2ab+b²
1 3 3 1 (a+b)³=a³+3a²b+3b²a+b³
1 4 6 4 1 ……………… 结论是:各项系数符合杨辉三角形
1 5 10 10 5 1