бьютон ньютона что такое

Древние знания

Частные случаи утверждений о биномах были известны примерно с IV века до нашей эры, когда знаменитый греческий математик Евклид упомянул особый случай такой теоремы для показателя 2. Существует доказательство того, что подобие теоремы о биномах для кубов было известно уже в VI веке в Индии. Биномиальные коэффициенты, как комбинаторные величины, выражающие число способов выбора k объектов из n без замены, представляли интерес для древнеиндийских математиков.

Самое раннее упоминание этой комбинаторной проблемы встречается у индийского математика Пингала (ок. 200 г. до н. э.). В нём, кстати, содержится и метод её решения. В X веке нашей эры эту теорию прокомментировал и расширил Халаюдх, используя метод, который сейчас известен как треугольник Паскаля.

Аль-Караджи описал треугольную структуру биномиальных коэффициентов, а также представил доказательство как теоремы о биноме, так и правила треугольника Паскаля, используя раннюю форму математической индукции. Персидский поэт и математик Омар Хайям, вероятно, был знаком с формулой более высокого порядка, хотя многие из его математических работ не дошли до современных учёных.

Биноминальные разложения малых степеней были известны в математических работах XIII века Ян Хуэя и Чу Ши-Цзе. Ян Хуэй ссылается на более ранний текст Цзя Сяня, написанный в XI в., однако и эти записи в настоящее время также утрачены.

Надо сказать, что структура чисел уже была известна европейским математикам позднего ренессанса, включая:

К слову, Исааку Ньютону обычно приписывают обобщённую теорему о биномах, справедливую для любого рационального показателя.

Утверждение теоремы

Когда показатель степени равен нулю, соответствующее выражение степени принимается равным 1 и этот мультипликативный фактор часто исключается из формулы. Нередко можно видеть правую сторону уравнения, записанную в виде ( n ₒ) x n + ···. Эта формула также называется биноминальным тождеством.

Коэффициенты более высоких степеней x + y соответствуют нижним строкам паскалевского треугольника. Из расчётов можно наблюдать несколько закономерностей. В общем случае для разложения (x + y) n :

Теорема может быть применена к степеням любого бинома.

С точки зрения геометрии

Для положительных значений a и b теорема с n = 2 является геометрически очевидным фактом. Это значит, что квадрат стороны a + b может быть разделён: на квадрат стороны a и b, на два прямоугольника со сторонами a и b. При n = 3 теорема утверждает, что из куба со стороной a + b можно получить: два куба со сторонами a и b, соответственно, три прямоугольника a × a × b и столько же a × b × b.

Доказательств теоремы несколько. Для примера можно рассмотреть комбинаторное. Его алгоритм — один из самых простых. Коэффициент xy 2 в (x + y) 3 равен:

Вычисления выглядят так, потому что есть три x и y строки, а именно: xyy, yxy, yyx. Они соответствуют трём двухэлементным подмножествам <1, 2, 3>, а конкретно: <2,3>, <1,3>, <1,2>, где каждое подмножество определяет позиции y в соответствующей строке треугольника.

Доказывают биномиальную теорему либо по определению, либо по короткому комбинаторному аргументу, если ( n k) представлено как n! / k! (n-k)!.

Биномные обобщения

Около 1665 года Исаак Ньютон обобщил свою теорему, касающуюся бинома. Сделал он это для того, чтобы разрешить вещественные показатели, отличные от неотрицательных целых чисел. В этом обобщении конечная сумма заменяется бесконечным рядом. Чтобы сделать это, нужно придать смысл коэффициентам бинома с произвольным верхним индексом, что невозможно сделать с помощью обычной формулы с факториалами.

Поскольку любое значение, возведённое в ноль, равно 1, можно упростить слагаемые с нулевыми степенями. Далее, двигаясь вперёд и применяя силы, целесообразно упростить все возможные сочетания.

Короткий путь

Последняя часть должна решить формулу комбинации. Очевидный способ сделать это — применить формулу комбинации для каждой задачи. Но стоит пойти на хитрость и ускорить вычисления, используя треугольник Паскаля, образованный путём создания треугольника с тремя начальными единицами. После этого для каждой строки нужно просто написать 1 на обоих концах и найти средние числа, добавляя два значения непосредственно над ним.

Для рассматриваемой задачи нужно решить: 3 выбирает 0, 3 выбирает 1, 3 выбирает 2 и 3 выбирает 3. Все эти значения содержатся в четвёртой строке. Итак, всё, что нужно сделать, это посмотреть на четвёртый ряд треугольника и сделать выводы, сопоставив ответы. Четвёртая строка имеет значения: 1, 3, 3, 1. Поэтому надо просто заменить n на выбор k. Получается следующее: (1)8x 3 + (3)4x 2 (-3) + (3)(2x)(9) + (1)(-27).

Наконец, всё, что нужно сделать — умножить и упростить каждый термин до его простейшей формы. Стоит проверить окончательный ответ, чтобы убедиться, что полномочия каждого термина всё ещё увеличивают степень первоначального бинома.

Источник

Ньютона бином

Бином Ньютона — это формула

,

где — биномиальные коэффициенты, n — неотрицательное целое число.

Содержание

Доказательство

Докажем это равенство, используя метод математической индукции:

Пусть утверждение для n верно:

Тогда надо доказать утверждение для n + 1 :

Извлечём из первой суммы слагаемое при k = 0

Извлечём из второй суммы слагаемое при k = n

Теперь сложим преобразованные суммы:

Что и требовалось доказать

— одно из тождеств биномиальных коэффициентов

Для ненатуральных степеней

где r может быть комплексным числом (в частности, отрицательным или вещественным). Коэффициенты находятся по формуле:

.

сходится при .

В частности, при и получается тождество

Переходя к пределу при и используя второй замечательный предел , выводим тождество

именно таким образом впервые полученное Эйлером.

История

Считается, что эту формулу, как и треугольник, позволяющий находить коэффициенты, изобрёл Блез Паскаль, описавший её в XVII веке. Тем не менее, она была известна ещё китайскому математику Яну Хуэю, жившему в XIII веке. Возможно, её открыл персидский учёный, поэт и философ Омар Хайям.

Исаак Ньютон обобщил формулу для прочих показателей степени.

В художественной литературе

В художественной литературе «бином Ньютона» появляется в нескольких запоминающихся контекстах, где речь идёт о чём-либо сложном.

Об этой специфической роли бинома Ньютона в культуре писал известный математик В. А. Успенский [1].

См. также

Полезное

Смотреть что такое «Ньютона бином» в других словарях:

НЬЮТОНА БИНОМ — формула, выражающая целую положительную степень суммы двух слагаемых (двучлена, бинома) через степени этих слагаемых (коэффициенты при них называются биномиальными коэффициентами; их обозначают или : Частными случаями бинома Ньютона при n=2 и n=3 … Большой Энциклопедический словарь

Ньютона бином — формула, выражающая целую положительную степень суммы двух слагаемых (двучлена, бинома) через степени этих слагаемых (коэффициенты при них называются биномиальными коэффициентами; их обозначают ): Частными случаями бинома Ньютона при n = 2 и… … Энциклопедический словарь

Ньютона бином — название формулы, выражающей любую целую положительную степень суммы двух слагаемых (бинома, двучлена) через степени этих слагаемых, а именно: (1) (1) где n целое положительное число, а и b какие угодно числа.… … Большая советская энциклопедия

НЬЮТОНА БИНОМ — название формулы, позволяющей выписывать разложение алгебраической суммы двух слагаемых произвольной степени. Впервые была предложена Ньютоном в 1664 1665: Коэффициенты формулы называются биномиальными коэффициентами. Если n положительное целое… … Энциклопедия Кольера

НЬЮТОНА БИНОМ — формула разложения произвольной натуральной степени двучлена в многочлен, расположенный по степеням одного из слагаемых двучлена: где биномиальные коэффициенты. Для пслагаемых формула (*) принимает вид При произвольном показателе т,… … Математическая энциклопедия

НЬЮТОНА БИНОМ — ф ла, выражающая целую положит. степень суммы двух слагаемых (двучлена, бинома) через степени этих слагаемых; Частными случаями Н. б. при п = 2 и п = 3 являются ф лы квадрата и куба суммы двух слагаемых х и у … Большой энциклопедический политехнический словарь

БИНОМ — (от би. и лат. nomen имя) то же, что двучлен. О биноме вида (x+y)n см. в ст. Ньютона бином … Большой Энциклопедический словарь

бином — а; м. [от лат. bis дважды и греч. nomē часть, доля] Матем. Алгебраическое выражение, представляющее сумму или разность двух одночленов; двучлен. * * * бином (от би. и лат. nomen имя), то же, что двучлен. О биноме вида (х + y)n см. Ньютона… … Энциклопедический словарь

Бином — (от би (См. Би. ). и лат. nomen имя) двучлен, сумма или разность двух алгебраических выражений, называемых членами Б.; например a + b, и т.д. О степенях Б., то есть выражениях вида (х + у) n, см. Ньютона бином … Большая советская энциклопедия

Источник

Бином Ньютона

Вы будете перенаправлены на Автор24

Бином Ньютона — это формула, использующаяся для разложения суммы двух чисел или переменных, возведённых в степень. Формула бинома Ньютона выглядит следующим образом:

$C_n^k=(a + x)^n = a^n + C^1_n \cdot a^x + … + C^k_n \cdot a^x^k + C^n_n \cdot x^n$,

Биномиальные коэффициенты при этом определяются по следующей формуле:

Вывод формулы бинома Ньютона и доказательство

Все мы помним наизусть формулы разложения квадрата суммы и куба, для тех, кто всё же имеет какие-то сомнения, ниже мы привели их:

Эти формулы есть не что иное, как частные случаи второй и третьей степени для бинома Ньютона.

$(a + x)^n = A_0 + A_1x + A_2x^2 + A_3x^3 + … +A_nx^n \left(1\right)$

$((a + x)^n)’ = n(a + x)^(a + x)’ = n \cdot (a+ x)^$

$(A_0 + A_1x + A_2x^2 + A_3x^3 + … +A_nx^n)’ = A_1 + 2A_2x + 3A_3x^2 + … +nA_n \cdot x^$

$n \cdot (a+ x)^ = A_1 + 2A_2x + 3A_3x^2 + … +nA_n \cdot x^\left(3\right)$

Готовые работы на аналогичную тему

$n(n-1)a^ =2A_2$, следовательно,

$n(n-1)\cdot … \cdot (n-k + 1)a^= 1 \cdot 2 \cdot … \cdot kA_k$

Полученное выражение используется для вычисления биномиальных коэффициентов.

Сосчитаем биномиальные коэффициенты:

Теперь воспользуемся вычисленными коэффициентами для разложения бинома Ньютона:

Бином Ньютона: треугольник Паскаля

Как вы уже заметили, биномиальные коэффициенты имеют свойство повторяться, поэтому все их можно записать в виде специальной таблицы, называемой треугольником Паскаля:

Рисунок 1. Бином Ньютона: треугольник Паскаля. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

По рисунку 1 видно, что каждый коэффициент равен сумме двух стоящих слева и справа над ним в предыдущей строчке, так что этой таблицей можно пользоваться для более быстрого вычисления биномиальных коэффициентов в случае показателей степеней, представленных целыми неотрицательными числами.

Получи деньги за свои студенческие работы

Курсовые, рефераты или другие работы

Автор этой статьи Дата последнего обновления статьи: 12 02 2022

Источник

Бином Ньютона

В художественной литературе бином Ньютона часто упоминается, когда речь идет о чем-либо сложном. Автор этой формулы — великий физик и математик Исаак Ньютон. Дело не только в том, что формула кажется сложной. Изучение ее то включали в программу средней школы, то выводили за рамки основного курса, но в серьезных вузах экзаменаторы спрашивали и продолжают спрашивать о биноме Ньютона.

Бином Ньютона — формула разложения произвольной натуральной степени двучлена в многочлен. Каждый из нас знает наизусть формулы квадрата суммы, но при увеличении показателя степени возникают трудности с определением коэффициентов при членах многочлена. Чтобы не совершить ошибку, можно применять формулу бинома Ньютона:

Левое число — степень n, справа — значения соответствующих биномиальных коэффициентов.

Все очень просто и запоминается на всю жизнь. Кстати, самостоятельно вспомнить и вывести формулу бинома Ньютона, нарисовав треугольник Паскаля, тоже намного проще.

Ряд историков науки приписывают Паскалю авторство не только треугольника, позволяющего находить биномиальные коэффициенты, но и самой формулы бинома. Они считают, что Паскаль вывел ее несколько раньше Ньютона, а тот лишь обобщил формулу для разных показателей степеней.

Источник

Ньютона бином

Полезное

Смотреть что такое «Ньютона бином» в других словарях:

НЬЮТОНА БИНОМ — формула, выражающая целую положительную степень суммы двух слагаемых (двучлена, бинома) через степени этих слагаемых (коэффициенты при них называются биномиальными коэффициентами; их обозначают или : Частными случаями бинома Ньютона при n=2 и n=3 … Большой Энциклопедический словарь

Ньютона бином — формула, выражающая целую положительную степень суммы двух слагаемых (двучлена, бинома) через степени этих слагаемых (коэффициенты при них называются биномиальными коэффициентами; их обозначают ): Частными случаями бинома Ньютона при n = 2 и… … Энциклопедический словарь

НЬЮТОНА БИНОМ — название формулы, позволяющей выписывать разложение алгебраической суммы двух слагаемых произвольной степени. Впервые была предложена Ньютоном в 1664 1665: Коэффициенты формулы называются биномиальными коэффициентами. Если n положительное целое… … Энциклопедия Кольера

НЬЮТОНА БИНОМ — формула разложения произвольной натуральной степени двучлена в многочлен, расположенный по степеням одного из слагаемых двучлена: где биномиальные коэффициенты. Для пслагаемых формула (*) принимает вид При произвольном показателе т,… … Математическая энциклопедия

НЬЮТОНА БИНОМ — ф ла, выражающая целую положит. степень суммы двух слагаемых (двучлена, бинома) через степени этих слагаемых; Частными случаями Н. б. при п = 2 и п = 3 являются ф лы квадрата и куба суммы двух слагаемых х и у … Большой энциклопедический политехнический словарь

БИНОМ — (от би. и лат. nomen имя) то же, что двучлен. О биноме вида (x+y)n см. в ст. Ньютона бином … Большой Энциклопедический словарь

бином — а; м. [от лат. bis дважды и греч. nomē часть, доля] Матем. Алгебраическое выражение, представляющее сумму или разность двух одночленов; двучлен. * * * бином (от би. и лат. nomen имя), то же, что двучлен. О биноме вида (х + y)n см. Ньютона… … Энциклопедический словарь

Бином — (от би (См. Би. ). и лат. nomen имя) двучлен, сумма или разность двух алгебраических выражений, называемых членами Б.; например a + b, и т.д. О степенях Б., то есть выражениях вида (х + у) n, см. Ньютона бином … Большая советская энциклопедия

Источник