二项式定理,也称为牛顿二项式定理,是由艾萨克·牛顿在1664-1665年间提出的数学定理。它描述了两个数之和的整数次幂可以展开为一系列项的和,每一项都是a和b的幂次乘积,并且每一项的系数是一个特定的组合数。
二项式定理的公式如下:
\[
(a + b)^n = C(n,0)a^n + C(n,1)a^{n-1}b + C(n,2)a^{n-2}b^2 + \ldots + C(n,i)a^{n-i}b^i + \ldots + C(n,n)b^n
\]
其中,
\( C(n,i) \) 表示从n个元素中任取i个的组合数,计算公式为 \( C(n,i) = \frac{n!}{i!(n-i)!} \)。
这个公式可以用于展开形如 \( (a+b)^n \) 的二项式,其中n是一个非负整数。展开后得到的每一项都是a和b的幂次乘积,并且每一项的系数是一个特定的组合数,这个组合数表示从n个元素中选取i个元素的方式数。
示例
假设我们要展开 \( (x + y)^3 \):
\[
(x + y)^3 = C(3,0)x^3 + C(3,1)x^2y + C(3,2)xy^2 + C(3,3)y^3
\]
计算组合数:
\[
C(3,0) = 1, \quad C(3,1) = 3, \quad C(3,2) = 3, \quad C(3,3) = 1
\]
因此,展开式为:
\[
(x + y)^3 = x^3 + 3x^2y + 3xy^2 + y^3
\]
这个例子展示了如何应用二项式定理来展开一个具体的二项式。通过这种方式,我们可以将复杂的数学表达式简化为更易于处理的形式。