二项式展开 C__计算公式
关于二项式定理的补充阐释,我们借助组合的基本原理来探讨。
本篇备课指南希望同学们能重新审视排列组合的基本概念。排列组合是理解二项式定理的重要基石。
接下来,我们将详细讨论三项式的展开模式,并具体分析其系数规律。请看以下示例:
对于表达式 (a+b)³ 的展开式为:
(a+b) × (a+b) × (a+b)
展开后得:aaa(aab+aba+baa) + (abb+bab+bba) + bbb
化简得:a³ + 3a²b + 3ab² + b³
在计算过程中,我们通过选择三个括号中的a或b来进行乘法。需要留意以下几点:
(1) 当三个括号中都不取b时,a的系数为 C₃⁰。
(2) 当三个括号中有一个取b时,a²b的系数为 C¹₃ 种。
(3) 当两个括号取b时,ab²的系数为 C₃² 种。
(4) 当三个括号都取b时,b的系数为 C₃³ 种。
值得注意的是,二项式中ab的系数总是为1,这表明组合数即为系数。二项式的三次展开及更高次幂的展开都遵循一定的规律,包括各项的系数和次数。
对于 (a+b)³ 的展开,我们可以直接表示为:
C⁰₃ + C¹₃a²b + C²₃ab² + C³₃b³
类似地,(a+b)⁴ 也可按照此模式推导。
由此可推导出一般的二项式定理:
(a+b)ⁿ = C⁰n.aⁿ + C¹n.aⁿ-¹b + C²n.aⁿ-²b² + ... + Cᴷn.aⁿ-ᴷbᴷ + Cⁿ-¹abⁿ-¹ + Cⁿn.bⁿ
利用组合计算公式,我们还可以将其表示为:
(a+b)ⁿ = aⁿ + naⁿ-¹b + n(n-1)/2! aⁿ-²b² + ... + n(n-1)(n-2)...(n+K+1)/(K!) aⁿ-ᴷbᴷ + anbⁿ-¹ + bⁿ
使用求和符号 Σ 也可以表示为:
(a+b)ⁿ = Σ(从k=0到n),其中 Σ 的头上标为 n,下标为 k,然后清晰写出 Cnᴷaⁿ-ᴷbᴷ。
这里的通项公式并不是指展开式中的第k项,而是第k+1项,以 Tⅴk+1 表示二项展开式中的第k+1项。因此:
TⅴK+1 = Cᴷn aⁿ-¹bᴷ
我们还可以得出 (a-b)ⁿ 的通项公式:
TⅼK+1 = (-1)ᴷ Cᴷn aⁿ-ᴷbᴷ
以上就是关于二项式定理的一些重要补充说明。由于个人水平及表示方式的限制,某些字符表达式可能在屏幕上有所失真。如有打字或推理上的错误,或有其他疑问,请以现行教材为准。本补充说明仅供同学们参考。
作业与要求:
1. 使用二项式定理展开:
(1) (a+5)⁶
(2) (1+x)¹⁰
2. 在课外资料上选择相关的习题进行练习。