Біном Ньютона

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Перейти до: навігація, пошук

Біно́м Нью́тона — це вираз вигляду (a+b)n. Біном розкладається в суму одночленів, які є добутками деяких степенів його доданків a і b. Школярі-восьмикласники знають формули розкладу бінома Ньютона в многочлен із степенями a і b при n=2 та 3:

(a + b)2 = a2 + 2ab + b2
(a + b)3 = a3 + 3a2b + 3ab2 + b3

Спробуємо розкласти (a+b)n в многочлен у загальному випадку n. Запишемо його у вигляді, пронумерувавши дужки:

 \begin{matrix} 1 & 2 & \ldots & n \\ (a+b) & (a+b) & \ldots & (a+b) \end{matrix}

Очевидно, що кожний доданок містить n множників — k множників a і n-k множників b, тобто має вигляд akbn-k, де k≤n, k≥0. Кожний такий доданок взаємно однозначно відповідає підмножині номерів дужок, з яких для утворення цього доданка, бралися множники a. Таким чином, доданків akbnk рівно стільки, скільки таких підмножин. В комбінаториці це число називається числом комбінацій з n по k і позначається  C^k_n або  \left( \begin{matrix} n \\ k \end{matrix} \right) . Отже,

 (a+b)^n = \sum_{k= 1}^n C^k_n a^k b^{n-k}

Коефіцієнти при akbnk називаються біноміальними, оскільки записуються в розкладі бінома (a+b)n.

Біноміальні коефіцієнти мають очевидну властивість симетрії:

 C^k_n = C^{n-k}_n

Розглянемо окремі випадки бінома Ньютона:

  • при b=1 маємо : (a+1)^n = \sum_{k= 1}^n C^k_n a^k  ,
  • при a=b=1 маємо : (1+1)^n = 2^n \sum_{k= 1}^n C^k_n ,
  • при a= −1, b=1 маємо : (-1+1)^n = 0^n = \sum_{k= 1}^n C^k_n (-1)^k   .

Запишемо біноміальні коефіцієнти для початкових значень n=0, 1, …, 5 у трикутну таблицю:

 \begin{matrix} 1 \\ 
1 & 1 \\
1 & 2 & 1 \\
1 & 3 & 3 & 1 \\
1 & 4 & 6 & 4 & 1 \\
1 & 5  & 10 & 10 & 5  & 1
\end{matrix}

З таблиці видно, що кожний елемент, який не є першим у своєму рядку, є сумою елемента над ним і елемента, розташованого над ним і ліворуч:

 C^k_n = C^{k-1}_{n-1} + C^{k}_{n-1} .



Сигма Це незавершена стаття з математики.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.


[ред.] Дивіться також

Особисті інструменти