Перайсці да зместу

Элемэнтарная альгэбра (1922―1924). Частка II/VIII

З пляцоўкі Вікікрыніцы
Тэорыя злучэньняў Двохчлен Ньютона
Падручнік
Аўтар: Аляксандр Круталевіч
1924 год
Няроўнасьці

Спампаваць тэкст у фармаце EPUB Спампаваць тэкст у фармаце RTF Спампаваць тэкст у фармаце PDF Прапануем да спампаваньня!




VIII.

Двохчлен Ньютона[1]

§105. З формул частных выпадкаў множаньня ведаем, што

Пры помачы формулы, званай «двохчленам Ньютона», можам падняць кожны двохчлен у адвольную ступень, г. ё. знайсьці значэньне выразу

дзе ёсць адвольны цэлы і дадатны лік.

Здабытак двохчленаў, маючых супольны першы выраз.

§106. Хай маем здабытак двохчленаў, маючых аднаковы першы выраз, напрыклад:

і хай усіх такіх двохчленаў будзе

Возьмем спачатку здабытак першых двох сумножнікаў;

атрымаем:

або:


(у гэтых формулах заместа дужак для навочнасьці будзем ужываць старчавую рысу).

Памнажаючы атрыманы здабытак на трэці сумножнік будзем мець:





Памнажаючы апошнюю формулу на атрымаем здабытак чатырох двохчленаў:












Разглядаючы атрыманыя здабыткі, бачым, што ўсе яны ёсьць многачлены, упарадкаваныя паводле спадаючых ступеняў сумножніка

Паказальнік ступені пры у першым члене ёсьць роўны колькасьці множаных двохчленаў, а ў кожным наступным члене зьмяншаецца на адзінку.

Коэфіцыент першага члена ёсьць роўны

Коэфіцыент другога члена ёсьць роўны суме другіх выразаў множаных двохчленаў.

Коэфіцыент трэцяга члена ёсьць роўны суме здабыткаў другіх членаў, узятых па

Коэфіцыэнт чацьвертага выразу ёсьць роўны суме здабыткаў другіх членаў, узятых па

Апошні член ёсьць здабытак усіх другіх членаў множаных двохчленаў.

Калі-б памножылі і г. д. двохчленаў, то атрымалі-б здабыткі, утвораныя паводле гэтага самага правіла.

Каб пераканацца, што выведзены закон утварэньня выразу данага здабытку ёсьць агульны, давядзем, што, калі ён правільны для здабытку двохчленаў

то будзе правільным таксама і для двохчленаў.

Вось-жа дапусьцім, што, утвараючы здабытак двохчленаў з супольным першым выразам, мы знайшлі:


(A)

У формуле гэтай

ёсьць сума членаў

ёсьць сума здабыткаў (комбінацый) гэтых членаў, узятых па

ёсьць сума здабыткаў (комбінацый) гэтых членаў, узятых па і г. д.

Урэшце ёсьць здабытак гэтых членаў.

Калі цяпер абодва бакі формулы (A) памножым на двохчлен то будзем мець:

Выводзячы за дужкі выразы, якія зьмяшчаюць у сабе аднаковыя ступені атрымаем:





Лёгка можам пераканацца, што атрыманая формула ўложана паводле таго самага закону, што й формула (A).

Сапраўды:

Паказальнік ступені пры у першым члене ёсьць роўны колькасьці множаных двохчленаў, і ў кожным наступным члене зьмяншаецца на адзінку.

Коэфіцыэнт другога члена ёсьць сума членаў

Коэфіцыент трэцяга члена складаецца з (г. ё. сумы здабыткаў (комбінацый) з членаў па ) і з (г. ё. здабытку кожнага выразу па ), а значыцца ёсьць сума здабыткаў (комбінацый) з членаў узятых па

У падобны спосаб можам давесьці, што коэфіцыент пры чацьвертым члене ёсьць сума здабыткаў (комбінацый) з членаў: узятых па і г. д.

Апошні член ёсьць здабытак усіх другіх членаў множаных двохчленаў.

З данага доваду бачым, што калі формула (A) ёсьць правільная для сумножнікаў, то будзе правільнай і тады, калі колькасьць сумножнікаў павялічым на Але мы беспасрэдна пераканаліся, што яна — правільная для сумножнікаў; адсюль вынікае, што яна правільная і для сумножнікаў, а будучы правільнай для сумножнікаў, яна ёсьць правільная для і г. д., наогул для сумножнікаў.

Спосаб, які мы ўжылі пры даным довадзе, называецца „довадам ад да “. Часта яшчэ называюць яго «матэматычнай індукцыяй», або «поўнай індукцыяй».

Карыстаючыся формулай (A), знойдзем:

Разьвіненьне двохчлена Ньютона.

§107. Дапусьцім, што ва ўсіх сумножніках формулы (A):

другія члены: ёсьць роўныя тады левы бок роўнасьці заменіцца на

Першы выраз правага боку застанецца бяз зьмены.

Коэфіцыэнт другога выразу заменіцца на

Коэфіцыэнт трэцяга выразу заменіцца на паўторанае столькі разоў, колькі можна ўтварыць комбінацый з элемэнтаў па г. ё. на

Коэфіцыэнт чацьвертага выразу

заменіцца на паўторанае столькі разоў, колькі можна ўтварыць комбінацый з элемэнтаў па г. ё. на

і г. д.

Апошні выраз заменіцца на

Такім чынам формула будзе мець наступны від:

(B)

Атрыманая формула называецца двохчленам Ньютона, а правы бок яе — разьвіненьнем двохчлена.

Бадаючы формулу (В), бачым, што колькасьць выразаў разьвіненьня двохчлена ёсьць большая на адзінку за паказальнік двохчлена.

Паказальнік ступені у першым выразе ёсьць роўны паказальніку двохчлена а ў кожным наступным зьмяншаецца на адзінку; урэшце апошні выраз разьвіненьня заключае паказальнік пры роўны нулю. Наадварот, паказальнік пры пасьледаўна ўзрастае на адзінку ад да Такім чынам вымер кожнага выразу разьвіненьня ёсьць роўны паказальніку ступені двохчлена

Коэфіцыэнт першага выразу ёсьць

Коэфіцыэнт другога выразу ёсьць роўны паказальніку двохчлена

Коэфіцыэнт трэцяга выразу ёсьць роўны колькасьці комбінацый з элемэнтаў па

Коэфіцыэнт чацьвертага выразу ёсьць роўны колькасьці комбінацый з элемэнтаў па

Наогул, коэфіцыэнт -га выразу ёсьць роўны колькасьці комбінацый з элемэнтаў па г. ё.

Параўнаўшы цяпер коэфіцыэнты выразаў, аднакова адлеглых ад пачатку і канца, бачым, што коэфіцыент I выразу ад пачатку разьвіненьня ёсьць коэфіцыэнт першага выразу ад канца (г. ё. апошняга) ёсьць г. ё. таксама

Коэфіцыэнт II выразу ад пачатку г.ё. коэфіцыэнт II выразу ад канца (прадапошняга) ёсьць але

Коэфіцыэнт трэцяга выразу ад пачатку а трэцяга ад канца але C^2_n=C^{n-2}_n і г. д.

Адсюль вынікае, што выразы разьвіненьня двохчлена Ньютона, аднакова адлеглыя ад пачатку і канца, маюць аднаковыя коэфіцыэнты.

ПРЫКЛАДЫ:

1. +++++++
2.
3.

§108. Агульным выразам разьвіненьня двохчлена Ньютона называем выраз, які знаходзіцца посьле адвольнай (якой-хочаш) колькасьці выразаў, г. ё., які знаходзіцца на месцы. Калі выраз гэты абазначым праз то на аснове формулы (B) можам напісаць:

Падстаўляючы ў гэтай формуле на месца лікі (пры вядомым паказальніку ступені двохчлена ), атрымаем значэньне адвольнага выразу двохчлена, апрача першага; так, напрыклад, каб атрымаць 5-ты выраз разьвіненьня трэба ў формуле агульнага выразу падставіць на месца (г. ё. на месца ) і на месца атрымаем тады:

Калі параўнаем два пасьледаўныя выразы разьвіненьня двохчлена Ньютона:


i

лёгка заўважым, што коэфіцыэнт наступнага выразу ёсьць роўны коэфіцыэнту папярэдняга, памножанаму на паказальнік ступені у гэтым выразе і падзеленаму на колькасьць папярэдніх выразаў.

ПРЫКЛАДЫ:

1. Ведаючы, што 5-ты выраз разьвіненьня двохчлена ёсьць роўны знайсьці шосты выраз.

Адказ.

2. Знайсьці сярэдні выраз разьвіненьня

Разьвязаньне.

З прычыны таго, што разьвіненьне двохчлена заключае 7 выразаў, дык сярэднім выразам ёсьць 4-ты выраз і значыцца:

Такім чынам:


3. Знайсьці коэфіцыэнт таго выразу разьвіненьня двохчлена

які зьмяшчае ў сабе

Разьвязаньне.


але з умоў задачы ведаем, што

значыцца:

адкуль

з гэтае прычыны

Шуканы коэфіцыэнт

4. Знайсьці выраз разьвіненьня двохчлена

які не зьмяшчае ў сабе

Разьвязаньне.


але з умоў задачы

адсюль

i

§109. Каб знайсьці формулу разьвіненьня трэба ва ўсіх выразах формулы (B) падставіць на месца выраз тады выразы, якія заключаюць няцотныя ступені зьменяць знакі, і двохчлен будзе мець від:

Калі ў гэтай формуле зробім

то атрымаем:

З формулы гэтай бачым, што сума коэфіцыэнтаў на цотных месцах двохчлена ёсьць роўная суме коэфіцыэнтаў на няцотных месцах.

Калі ў формуле (B)

зробім

то атрымаем:

Гэта даводзіць, што сума ўсіх коэфіцыэнтаў у разьвіненьні двохчлена ёсьць роўная

§110. Грунтуючыся на формуле (B) двохчлена Ньютона, можам паднасіць у ступень і многачлены.

Так, напрыклад, каб знайсьці значэньне выразу:

абазначаем праз тады:

Падставіўшы цяпер на месца атрымаем:

А дзеля таго, што:

значыцца канчаткова:

3aдачы.

Знайсьці здабыткі наступных сумножнікаў.

809. 810.
811. 812.

Разьвінуць ступені двохчленаў:

813. 814.
815. 816.
817. 818.
819. 820.
821. 822.
823. 824.
825. 826.
827. У разьвіненьні знайсьці 5-ты выраз.
828. » » 6-ты »
829. » » 12-ты »
830. » » 18-ты »
831. » » 4-ты »
832. Знайсьці коэфіцыэнт пры выразе разьвіненьня
833. » » » » »
834. » » » » »
835. » » » » »
836. » » » » »
837. » » » » »

838.Знайсьці коэфіцыэнт таго выразу разьвіненьня які не заключае

839.Сума коэфіцыэнтаў другога і трэцяга выразаў разьвіненьня

ёсьць роўная Знайсьці выраз разьвіненьня, які не заключае

840.Знайсьці

841.Знайсьці

842.Знайсьці

Вылічыць:

843. 844.
845. 846.

847.Знайсьці гранічнае значэньне выразу

калі

848.Знайсьці гранічнае значэньне выразу

калі

849.Разьвінуць у многачлен ступень:


  1. Ісаак Ньютон (Isaac Newton, 1642—1727) — славутны ангельскі матэматык.