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《二項式系數(shù)的性質(zhì)》
二項式定理
(a+b)n=C0na2+C1nan-1b+C2nnn-2b2+…+Crnan-rbr+Cnnbn
(n∈N)
這個公式表示的定理叫做二項式定理,公式右邊的多項式叫做(a+b)n的展開式,其中Crn(r=1,2,……,n)叫做二項式系數(shù),Crnan-rbr叫做二項展開的通項,用Tr+1表示,該項是指展開的第r+1項,展開式共有n+1個項。
Tr+1=Crnan-rbr
1.項數(shù)規(guī)律:
展開式共有n+1個項
2.系數(shù)規(guī)律:
C0n,C1n,C2n,Crn,……,Cnn
2.指數(shù)規(guī)律:
(1)各項的次數(shù)圴為n;
(2)二項和的第一項a的次數(shù)由n逐次降到0,第二項b的次數(shù)由0逐次升到n。
這個叫做二項式系數(shù)表,也稱“楊輝三角”。
表中的每一個數(shù)等于它肩上的兩個數(shù)的和。
類似上面的表,早在我國南宋數(shù)學(xué)家楊輝1261年所著的《詳解九章算法》一書里就已經(jīng)出現(xiàn)了,這個表稱為楊輝三角。在書中,還說明了表里“一”以外的每一個數(shù)都等于它肩上兩個數(shù)的和,楊輝指出這個方法出于《釋銷》算書,且我家北宋數(shù)學(xué)家賈憲(給公元11世紀(jì))已經(jīng)用過它,這表明我國發(fā)現(xiàn)這個表不晚于11世紀(jì)。在歐洲,這個表被認(rèn)為是法國數(shù)學(xué)家帕斯卡(1623-1662)首先發(fā)現(xiàn)的,他們把這個表叫做帕斯卡三角。這就是說,楊輝三角的發(fā)現(xiàn)要比歐洲早五百年左右,由此可見我國古代數(shù)學(xué)的成就是非常值得中華民族自豪的。
二項式系數(shù)的函數(shù)觀點
(a+b)n展開式的二項式系數(shù)依次是:C0n,C1n,C2n,Crn,……,Cnn
從函數(shù)角度看,Crn可看是以r自變量的函數(shù)f(r)其定義域是:{0,1,2,…,n}
f(r)=Crn
定義域{0,1,2,…n}
當(dāng)n=6時,其圖象是7個孤立點。
二項式系數(shù)的性質(zhì)
(1)對稱性
與首末兩端“等距離”的兩個二項式系數(shù)相等。
這一性質(zhì)可直接由公式Cmn=Cn-mn得到。
圖像的對稱軸:r=n/2。
(2)增減性與最大值
由于:Ckn={n(n-1)(n-2)…(n-k+1)}/{k.(k-1)}
=Ck-1n.(n-k+1)/k
所以Ckn相對于Ck-1n的增減情況由(n-k+1)/k決定。由(n-r+1)/r﹥1<=>r<(n+1)/2可得:當(dāng)r<(r+1)/2時,
二項式系數(shù)逐漸增大,由對稱性可知它的后半部分是逐漸減小的,中間項的取值最大。
先增后減
n是偶數(shù)時,中間的一項(第n/2+1項)的二項式系數(shù)Cn/2n取得最大值;
當(dāng)n是奇數(shù)時,中間的兩項(第(n-1)/2+1、(n+1)/2+1項)的二項系數(shù)Cn-1/2n和Cn+1/2n 相等,且同時取得最大值。
(3)各二項式系數(shù)的和
在二項式定理中,令a=b=1,則:
C0n+1n+C2n+……+Cnn=2n
這就是說,(a+b)n的展開式的各二項式系數(shù)的和等于:2n
同時由于C0n=1,上式還可以寫成:
C0n+C1n+C2n+……+Cnn=2n-1
這是組合總數(shù)公式。
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朱老師
男,中教高級職稱
對高中數(shù)學(xué)的基本概念和整體知識結(jié)構(gòu)有清晰地把握,從高考的高度分析講解各大知識板塊。