二项式展开式

时间:2025-02-13 05:30:10 网络游戏

二项式展开式是指将一个二项式 $(a+b)^n$ 展开成一个多项式的过程。根据二项式定理,这个多项式可以表示为:

$$

(a+b)^n = \sum_{k=0}^{n} C_n^k a^{n-k} b^k

$$

其中,$C_n^k$ 是二项式系数,也称为组合数,表示从 $n$ 个不同元素中选取 $k$ 个元素的组合数,计算公式为:

$$

C_n^k = \frac{n!}{k!(n-k)!}

$$

展开式中的每一项可以表示为:

$$

T_{k+1} = C_n^k a^{n-k} b^k

$$

其中,$k$ 从 0 到 $n$,$T_{k+1}$ 表示展开式中的第 $k+1$ 项。

二项展开式的性质

项数:

展开式共有 $n+1$ 项。

顺序:

展开式中各项的顺序不能更改,即 $(a+b)^n$ 和 $(b+a)^n$ 是不同的。

指数:

在展开式中,$a$ 的指数从 $n$ 递减到 0,$b$ 的指数从 0 递增到 $n$,并且 $a$ 和 $b$ 的指数之和恒等于 $n$。

二项式系数:

展开式中各项的系数是二项式系数 $C_n^k$,这些系数构成了帕斯卡三角(杨辉三角)。

中间项:

当 $n$ 是偶数时,中间的一项的二项式系数最大;当 $n$ 是奇数时,中间两项的二项式系数最大且相等。

举例

以 $(a+b)^4$ 为例,其展开式为:

$$

(a+b)^4 = C_4^0 a^4 b^0 + C_4^1 a^3 b^1 + C_4^2 a^2 b^2 + C_4^3 a^1 b^3 + C_4^4 a^0 b^4

$$

即:

$$

(a+b)^4 = a^4 + 4a^3b + 6a^2b^2 + 4ab^3 + b^4

$$

在这个例子中,二项式系数分别为 $C_4^0 = 1$,$C_4^1 = 4$,$C_4^2 = 6$,$C_4^3 = 4$,$C_4^4 = 1$。

通过上述内容,我们可以全面了解二项式展开式的定义、性质和计算方法。

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