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第六章計(jì)數(shù)原理6.3二項(xiàng)式定理(基本概念及通項(xiàng)公式)新
知
探
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在初中我們學(xué)過多項(xiàng)式乘法,并且知道:如果a,b是任意實(shí)數(shù),那么
(a+b)1=a+b,(a+b)2=a2+2ab+b2,(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3.
如果計(jì)算(a+b)4=(a+b)(a+b)(a+b)(a+b),等號(hào)右邊的積展開后,各項(xiàng)分別是什么呢?
(a+b)4由四個(gè)因式(a+b)相乘得到,每個(gè)因式中有兩項(xiàng):a,b.
展開后的每項(xiàng)由每個(gè)因式(a+b)中任取一項(xiàng)(a或b)相乘得到,因而各項(xiàng)都是四次式,其所含字母的形式分別為:a4,a3b,a2b2,ab3,b4.
a4是由(a+b)(a+b)(a+b)(a+b)的四個(gè)因式中都都只取a
(即每個(gè)都不取b)相乘得到,有1種選法,所以a4的系數(shù)是
;
a3b是四個(gè)因式中任取一個(gè)因式內(nèi)的b與另三個(gè)因式內(nèi)的a相乘得到,有
種選法,所以
a3b的系數(shù)是
;
a2b2是四個(gè)因式中任取兩個(gè)因式內(nèi)的b與另兩個(gè)因式內(nèi)的a相乘得到,有
種選法,所以
a2b2的系數(shù)是
;
ab3是四個(gè)因式中任取三個(gè)因式內(nèi)的b與另一個(gè)因式內(nèi)的a相乘得到,有
種選法,所以ab3的系數(shù)是
;
b4是四個(gè)因式中都只取b相乘得到,有
種選法,所以b4的系數(shù)是
.
因此
猜想:設(shè)a,b是任意實(shí)數(shù),對(duì)于正整數(shù)n,都有
(a+b)n由n個(gè)因式(a+b)相乘得到,每個(gè)因式中有兩項(xiàng):a,b.
展開后的每項(xiàng)由每個(gè)因式(a+b)中任取一項(xiàng)(a或b)相乘得到,因而各項(xiàng)都是n次式,其所含字母的形式分別為:
an,an-1b,an-2b2,?????,an-rbr,?????,bn.其中r=0,1,2,????,n.
根據(jù)(a+b)4展開式的推導(dǎo)原理,我們可得項(xiàng)
anan-1ban-2b2?
?
?an-rbr?
?
?bn系數(shù)?
?
??
?
?因此,
上述公式稱為二項(xiàng)式定理.(1)右邊的多項(xiàng)式叫作(a+b)n的二項(xiàng)展開式,一共有n+1項(xiàng);(2)其中各項(xiàng)的系數(shù)(0≤
r≤
n,r∈N,n∈N+)叫作二項(xiàng)式系數(shù);(3)式中的
叫作二項(xiàng)展開式的通項(xiàng),用Tr+1表示,即通項(xiàng)為展開式的第r+1項(xiàng):
在二項(xiàng)式定理中,如果設(shè)a
=1,b
=x,則得到公式:二項(xiàng)展開式特征:(1)項(xiàng)數(shù):共有n+1項(xiàng),比指數(shù)n多1.(2)次數(shù):各項(xiàng)的次數(shù)均為n;
字母a的次數(shù)按降冪排列,由n遞減到0,字母b的次數(shù)按升冪
排列,由0遞增到n.(3)二項(xiàng)式系數(shù):
只與n,r有關(guān),與a,b無關(guān).(4)展開式的通項(xiàng)(第r+1項(xiàng)):思考:
二項(xiàng)式(a+b)n與(b+a)n的展開式的第r+1項(xiàng)相同嗎?不相同,(a+b)n展開式的第r+1項(xiàng)為(
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