概率论得学习整理--番外3:二项式定理和 二项式系数
1 什么是二项式?
什么是二项式,得先从单项式,多项式说起
1.1 表达式
1.1.1数学上,表达式包罗万象,一般就是包含数字,变量,符号得式子,得有意义。
表达式分类
- 数值表达式
- 代数表达式(算术表达式,数值表达式),+-* %
- 解析式
- 等式: 恒等式,方程等式
- 不等式
- 逻辑表达式(关系式)< > = and or not
- 文本表达式
通式,和上面概念不同体系,是指有个项目时,用一个式子表示所有项得规律
1.1.2 编程上得表达式
- 编程上,表达式就是一个计算式子吧
- 表达式如果是赋值得,也可以是一条语句
1.1.3 表达式都是函数,可视为函数
- 表达式都是函数,因为有输入,有输出
1.2 单项式
- 单项式就是,表达式里只有1项目
- 一般是一个单独得数字*变量等得乘积
- 单项式就是,不包含 +-%/运算符合
1.3 多项式
- 在数学中,多项式(polynomial)是指由变量、系数以及它们之间的加、减、乘、幂运算(非负整数次方)得到的表达式
- 多项式包含符号
- 一般多项式 ax+by+cz 或 ax^2+by+c
- 多项式得项,一般需要先进行同类型合并,比如(a+b)^n 不合并是2n项,合并后n+1项
- 多项式的次,是最高的项的次,比如 x^3+2x^2+1 就是1个3次多项式
1.3.1 二项式
- 二项式,只能算一种特殊得多项式(2个项)
- 一般二项式 : ax+b
- n次二项式 : (a+b)^n
2 二项式定理
2.1 二项式展开定理
- 二项式定理是牛顿发明得展开式
- (a+b)^n = C(n,0)*a^n*b^0 +C(n,1)*a^n-1*b^1 +… +C(n,n)*a^0*b^n
- 通项 C(n,k)*a^n-k*b^k
2.2 二项式定理的各种推论
2.2.1 二项式系数之和 =2^n的展开式
- (a+b)^n = C(n,0)*a^n*b^0+C(n,1)*a^n-1*b^1+…+C(n,n)*a^0*b^n
- 当 a=1,b=1 (a+b)^n = C(n,0)+C(n,1)+…+C(n,n)
- 用展开式取特殊值就证明了
- 2^n = C(n,0)+C(n,1)+…+C(n,n)
2.2.2 二项式系数奇数项之和 = 奇数项之和=2^(n-1)
- 当 a=-1,b=1
- (a+b)^n = C(N,0)-C(N,1)+…+C(N,n)
- = 0
- 从而有 C(N,0)+C(N,2)+C(N,4)+C(N,6)+…= C(N,1)+C(N,3)+C(N,5)+C(N,7)+…
- 从而有 2^n/2 =C(N,0)+C(N,2)+C(N,4)+C(N,6)+…= C(N,1)+C(N,3)+C(N,5)+C(N,7)+…
- 从而有 2^(n-1) =C(N,0)+C(N,2)+C(N,4)+C(N,6)+…= C(N,1)+C(N,3)+C(N,5)+C(N,7)+…
2.2.3 这个序列的增减性和最大值
- 先增后减
- 中间的值最大(或者中间的2项都是最大)
2.2.4 这个序列的更多规律,参见杨辉三角(也叫帕斯卡三角)
- 可以看到,二项式展开的系数,刚好是杨辉三角里的系数
3 二项式的其他展开
3.1 二项式的手动展开
回到行列数,矩阵的基本计算
(a+b)^2
= (a+b)(a+b)
= a*(a+b)+b*(a+b)
= a^2+2ab+b^2
(a+b)^3
= (a+b)^2*(a+b)
= (a+b)*(a^2+2ab+b^2)= a^3+3ab^2+3a^2b+b^3
3.2 二项式的矩阵形式
得复习线性代数了。。。
3.3 用排列组合知识来理解 二项式和 二项式系数
- 比如对通项 C(n,k)*a^n-k*b^k
- 可以理解为从 a^n-k*b^k 有 c(n,k)种选择方法,且不排序
- 选择方法有 C(n,k)
3.4 还可以通过,画树状图来理解
- 第1步,4
- 第2步,3
- 第3步,2
- 这个就是 C(n,k) = n*(n-1)*(n-2)*...*(n-k+1)
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