兩項式定理

用語言表述一下就是從b1,b2,b3,……,bn這n個元素中分別取0,1,2,3,……,n進行組合併把各種組合中各各元素相乘然後求和分別作為a^n,a^(n-1),a^(n-2),……,a各項的係數和常數項的多項式。

舉例

我們知道(a+b)^2=a^2+2ab+b^2,(a+b)^3=a^3+3a^2b+3ab^2+b^3。現在把問題推廣到一般形式,即展開兩項式(a+b)^n(n為正整數)。

先來考察這樣幾個式子:

(a+b1)(a+b2)=a^2+(b1+b2)a+b1b2

(a+b1)(a+b2)(a+b3)=a^3+(b1+b2+b3)a^2+(b1b2+b2b3+b1b3)a+b1b2b3

(a+b1)(a+b2)(a+b3)(a+b4)=a^4+(b1+b2+b3+b4)a^3+(b1b2+b1b3+b1b4+b2b3+b2b4+b3b4)a^2+ (b1b2b3+b1b2b4+b1b3b4+b2b3b4)a+b1b2b3b4

…………

規律

按照這種規律,容易推出一般情況:

(a+b1)(a+b2)(a+b3)……(a+bn)=a^n+(b1+b2+b3+……+bn)a^(n-1)+(b1b2+b1b3+……+b1bn+b2b3+……b2bn+……+bn-1bn)a^(n-2)+……+(b2b3……bn+b1b3……bn+……+b1b2b3……bn-1)a+b1b2b3……bn

用語言表述一下就是從b1,b2,b3,……,bn這n個元素中分別取0,1,2,3,……,n進行組合併把各種組合中各各元素相乘然後求和分別作為a^n,a^(n-1),a^(n-2),……,a各項的係數和常數項的多項式。

現在令b1=b2=b3=……=bn=b,此時代入剛才導出的公式中可以看出括弧中的結果分別是b,b^2,b^3,……,b^n並分別擁有一個固定的常數作為係數。根據規律容易知道這一常數分別等於從b1,b2,b3,……,bn這n個元素中分別取0,1,2,3,……,n進行組合的組合數,即成為: C0n,C1n,C2n,……,Cnn。到這裡,兩項式(a+b)^n的問題就被解決了,我們可以歸納整理出兩項式定理:

定理

兩項式(a+b)^n(n為正整數)的展開式為:

(a+b)^n=a^n+C1nba^(n-1)+C2nb^2a^(n-2)+……+Cknb^ka^(n-k)+……+Cn-1nb^(n-1)a+b^n

其中Ckn=n(n-1)(n-2)……(n-k+1)/k!為組合數公式。

把各項係數對比一下楊輝三角形,應該都是對應的。

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