Vetitë binomiale të Njutonit të koeficientëve binomialë të trekëndëshit të Paskalit. Binomi i Njutonit duke përdorur shënimin faktorial

Natyrisht, për një sistem të n ekuacionet lineare Me n të panjohura marrim një matricë të koeficientëve të madhësisë:

Le të prezantojmë konceptin e përcaktorit n- urdhri.

Përkufizimi 4.1:

Përcaktues n- Rendi i th është një numër i barabartë me

Shuma n! termat;

Çdo term është një produkt n elementet e matricës të marra nga një nga çdo rresht dhe çdo kolonë;

Çdo term merret me shenjën “+” nëse ndërrimi i indekseve të dytë është çift, dhe me shenjë “-” nëse ndërrimi i indekseve të dytë është tek, me kusht që indekset e para të formojnë një seri natyrore numrash.

Se.

Këtu å merren mbi të gjitha permutacionet e mundshme të përbëra nga numrat 1,2,…, n.

5. Vetitë themelore të përcaktorëve.

Le të vendosim vetitë themelore të përcaktorëve, të cilat për thjeshtësi do t'i tregojmë duke përdorur një përcaktor të rendit të dytë.

1. Kur zëvendësohen rreshtat me kolonat përkatëse (quajtur transpozim) përcaktorja mbetet e pandryshuar. Vërtet:

Prandaj, , që ishte ajo që duhej vërtetuar.

shënim: Rezultati i marrë më sipër na jep të drejtën të pohojmë se rreshtat dhe kolonat e përcaktorit, në vijim të referuar si rreshta, janë të barabarta.

2. Kur dy rreshta riorganizohen, përcaktorja ndryshon shenjën në atë të kundërt.

Vërtet, Le të shkëmbejmë rreshtat dhe të llogarisim përcaktorin

Q.E.D.

3. Nëse dy seri paralele në përcaktor janë identike, atëherë ajo e barabartë me zero. Në të vërtetë, le të shkëmbejmë dy linja identike. Atëherë vlera e përcaktorit nuk do të ndryshojë, por shenja, për shkak të vetive 2, do të ndryshojë. Njëjës, e cila nuk ndryshon kur ndryshon shenja - zero.

4. Shumëzuesi total anëtarët e çdo serie mund të hiqen nga shenja përcaktuese.

Q.E.D.

5. Nëse të gjithë elementët e ndonjë serie janë shuma të njëjtin numër termat, pastaj përcaktorja e barabartë me shumën përcaktuesit në të cilët elementët e serisë në shqyrtim janë terma individualë.

Q.E.D.

6. Përcaktori nuk do të ndryshojë nëse elementet përkatëse të një serie paralele u shtohen elementeve të çdo serie, shumëzuar me një numër të caktuar.



Shumëzojeni rreshtin e dytë me dhe shtojeni në rreshtin e parë:

Në të vërtetë, për shkak të pronave 3,4,5

=

Q.E.D.

6. Të miturit dhe shtesat algjebrike elementet e përcaktorit.

Merrni parasysh përcaktorin n- urdhri:

.

Le të theksojmë në përcaktor i-linja e th dhe j kolona e th. Në kryqëzimin e këtyre rreshtave ka një element

Nëse në përcaktor kalojmë i- rregullimi dhe j kolona e -të, atëherë marrim përcaktorin e rendit P-1 (d.m.th., duke pasur një renditje më të vogël se përcaktorja fillestare), e quajtur e mitur element përcaktues Ne do të shënojmë e mitur element simbol.

Përkufizimi 6.1. Aplotësues algjebrik element Përcaktori quhet i vogël, merret me një shenjë dhe shënohet me simbolin. Sipas përkufizimit, marrim

.

Shembulli 6.1. Gjeni komplementin minor dhe algjebrik të përcaktorit

ortogonale matricë unitare shumëlineare

Llogaritja e përcaktorëve të rendit të dytë dhe të tretë.

Marrim formula për llogaritjen e përcaktorëve të rendit të dytë dhe të tretë. Sipas përkufizimit, kur

Kur kalojmë rreshtin e parë dhe një kolonë, marrim një matricë që përmban një element, pra

Duke i zëvendësuar këto vlera në anën e djathtë, marrim formulën për llogaritjen e përcaktorit të rendit të dytë

Përcaktues i rendit të dytë e barabartë me diferencën prodhimi i elementeve në diagonalen kryesore dhe prodhimi i elementeve në diagonalen dytësore (Fig. 2.1).

Për përcaktorin e rendit të tretë kemi

Duke fshirë rreshtin e parë dhe një kolonë, marrim përcaktuesit e matricave katrore të rendit të dytë:

Ne i shkruajmë këto përcaktorë të rendit të dytë duke përdorur formulën (2.2) dhe marrim formulën për llogaritjen e përcaktorit të rendit të tretë


Përcaktori (2.3) është shuma e gjashtë termave, secili prej të cilëve është prodhim i tre elementeve të përcaktorit, të vendosur në rreshta dhe kolona të ndryshme. Për më tepër, tre terma merren me një shenjë plus, dhe tre të tjerët - me një shenjë minus.

Për të kujtuar formulën (2.3), përdoret rregulli i trekëndëshave: duhet të shtoni tre produkte të tre elementëve që qëndrojnë në diagonalen kryesore dhe në kulmet e dy trekëndëshave që kanë një anë paralele me diagonalen kryesore (Fig. 2.2a). dhe zbresim tre produkte të elementeve që qëndrojnë në diagonalet anësore dhe në kulmet e dy trekëndëshave që kanë një brinjë paralele me diagonalen anësore (Fig. 2.2,6).

Ju gjithashtu mund të përdorni skemën e llogaritjes së treguar në Fig. 2.3 (rregulli i Sarrusit): shtoni kolonën e parë dhe të dytë në të djathtë të matricës, llogaritni produktet e elementeve në secilën nga gjashtë rreshtat e treguar dhe më pas gjeni shumën algjebrike të këtyre produkteve, ndërsa produktin e elementeve në vijat paralele te diagonalja kryesore merret me shenjën plus, dhe prodhimi i elementeve në vija të drejta paralele me diagonalen anësore është me shenjën minus (sipas shënimit në Fig. 2.3).

Llogaritja e përcaktorëve të rendit N>3.

Pra, kemi marrë formula për llogaritjen e përcaktorëve të rendit të dytë dhe të tretë. Ju mund të vazhdoni llogaritjet duke përdorur formulën (2.1) për dhe të merrni formula për llogaritjen e përcaktuesve të katërt, të pestë etj. urdhërat e madhësisë Rrjedhimisht, përcaktimi induktiv lejon llogaritjen e përcaktorit të çdo rendi. Një tjetër gjë është se formulat do të jenë të rënda dhe të papërshtatshme për llogaritjet praktike. Prandaj përcaktorët rendit të lartë(e katërta ose më shumë), si rregull, llogariten në bazë të vetive të përcaktorëve.

Shembulli 2.1. Llogaritni përcaktorët

Zgjidhje. Duke përdorur formulat (2.2) dhe (2.3) gjejmë;

Formula për zbërthimin e përcaktorit në elementet e një rreshti (kolone)

Le të jepet një matricë katrore e rendit.

Një minor shtesë i një elementi është përcaktuesi i një matrice të rendit të marrë nga një matricë duke fshirë rreshti i-të dhe kolona e j-të.

Komplementi algjebrik i një elementi matricë është minorja shtesë e këtij elementi shumëzuar me

Teorema 2.1 Formula për zbërthimin e përcaktorit në elementet e një rreshti (kolone). Përcaktori i matricës është i barabartë me shumën e produkteve të elementeve të një rreshti (kolone) arbitrare dhe plotësimeve të tyre algjebrike:

(zbërthimi përgjatë rreshtit të i-të);

(zgjerimi në kolonën j).

Shënime 2.1.

1. Vërtetimi i formulës kryhet duke përdorur metodën e induksionit matematik.

2. Në përkufizimin induktiv (2.1), është përdorur në të vërtetë formula për zbërthimin e përcaktorit në elementet e rreshtit të parë.

Shembulli 2.2. Gjeni përcaktorin e matricës

Zgjidhje. Le të zgjerojmë përcaktorin përgjatë vijës së 3-të:

Tani le të zgjerojmë përcaktuesin e rendit të tretë në kolonën e fundit:

Përcaktori i rendit të dytë llogaritet duke përdorur formulën (2.2):

Përcaktues matricë në pamje trekëndore

Le të zbatojmë formulën e zbërthimit për të gjetur përcaktorin e matricës trekëndore të sipërme

Le të zgjerojmë përcaktorin përgjatë vijës së fundit (rreshti n):

ku është një element i vogël shtesë. Le të shënojmë Pastaj. Vini re se kur kalojmë rreshtin e fundit dhe kolonën e fundit të përcaktorit, marrim përcaktorin e matricës së sipërme trekëndore të të njëjtit lloj, por të rendit (n-1). Duke e zgjeruar përcaktorin përgjatë rreshtit të fundit ((n-1) rreshti), marrim. Duke vazhduar në mënyrë të ngjashme dhe duke marrë parasysh atë, arrijmë në formulën.e. përcaktor i një matrice trekëndore të sipërme e barabartë me produktin elementet në diagonalen kryesore.

Shënime 2.2

1. Përcaktori i një matrice trekëndore më të ulët është i barabartë me produktin e elementeve në diagonalen kryesore.

2. Përcaktori i matricës së identitetit është 1.

3. Përcaktorja e një matrice të formës trekëndore do të quhet përcaktor i formës trekëndore. Siç u tregua më lart, përcaktori i një matrice trekëndore (përcaktori i një matrice trekëndore të sipërme ose të poshtme, veçanërisht një diagonale) është e barabartë me produktin e elementeve në diagonalen kryesore.

Vetitë themelore të përcaktorëve (përcaktuesit)

1. Për këdo matricë katrore, d.m.th. Kur transpozohet, përcaktori nuk ndryshon. Nga kjo veti del se kolonat dhe rreshtat e përcaktorit janë "të barabarta": çdo veti që është e vërtetë për kolonat do të jetë e vërtetë për rreshtat.

2. Nëse në përcaktor njëra nga kolonat është zero (të gjithë elementët e kolonës janë të barabartë me zero), atëherë përcaktorja është e barabartë me zero:.

3. Kur riorganizoni dy kolona, ​​përcaktori ndryshon shenjën në të kundërtën (vetia e antisimetrisë):

4. Nëse përcaktorja ka dy kolona identike, atëherë është e barabartë me zero:

5. Nëse përcaktorja ka dy kolona proporcionale, atëherë është e barabartë me zero:

6. Kur shumëzohen të gjithë elementët e një kolone të përcaktorit me një numër, përcaktori shumëzohet me këtë numër:

7. Nëse kolona e j-të përcaktori përfaqësohet si shuma e dy kolonave, atëherë përcaktori është i barabartë me shumën e dy përcaktorëve, kolonat j-të të të cilëve janë dhe, përkatësisht, dhe kolonat e mbetura janë të njëjta:

8. Përcaktori është linear në çdo kolonë:

9. Përcaktori nuk do të ndryshojë nëse elementet përkatëse të një kolone tjetër u shtohen elementeve të një kolone, shumëzuar me të njëjtin numër:

10. Shuma e produkteve të elementeve të çdo kolone të përcaktorit nga plotësimet algjebrike të elementeve përkatëse të një kolone tjetër është e barabartë me zero:

Shënime 2.3

1. Vetia e parë e përcaktorit vërtetohet me induksion. Vërtetimet e vetive të tjera kryhen duke përdorur formulën për zbërthimin e përcaktorit në elementë të kolonës. Për shembull, për të vërtetuar vetinë e dytë, mjafton të zgjeroni përcaktorin në elementët e kolonës zero (supozoni se kolona j është zero, d.m.th.):

Për të vërtetuar vetinë 10, duhet të lexoni formulën për zbërthimin e përcaktorit nga e djathta në të majtë, domethënë, shuma e produkteve të elementeve të kolonës së i-të nga plotësimet algjebrike të elementeve të kolonës j-të është e paraqitur si një zgjerim në kolonën j të përcaktorit


në të cilën elementet e kolonës j-ro zëvendësohen me elementët përkatës të kolonës i-të. Sipas vetive të katërt, një përcaktor i tillë është i barabartë me zero.

2. Nga vetia e parë rezulton se të gjitha vetitë 2-10 të formuluara për kolonat e përcaktorit do të vlejnë edhe për rreshtat e tij.

3. Duke përdorur formulat për zbërthimin e përcaktorit në elementet e rreshtit (kolonës) dhe vetisë 10, arrijmë në përfundimin se

4. Le të jetë një matricë katrore. Një matricë katrore e rendit të njëjtë siç thuhet se është e bashkuar nëse secili prej elementeve të tij është i barabartë me plotësimin algjebrik të një elementi të matricës. Me fjalë të tjera, për të gjetur matricën e bashkuar duhet:

a) zëvendësojmë çdo element të matricës me plotësuesin e tij algjebrik dhe marrim një matricë;

b) gjeni matricën adjoint duke transpozuar matricën.

Nga formulat (2.4) del se ku është matrica e identitetit e rendit të njëjtë si.

Shembulli 2.5. Gjeni përcaktuesin e një matrice bllok-diagonale, ku është një matricë arbitrare katrore, është matrica e identitetit dhe është një matricë zero e rendit përkatës, është transpozuar.

Zgjidhje. Le ta zgjerojmë përcaktorin mbi kolonën e fundit. Meqenëse të gjithë elementët në këtë kolonë janë zero, me përjashtim të atij të fundit, i cili është i barabartë me 1, marrim një përcaktor të së njëjtës formë si ai origjinal, por i rendit më të ulët. Duke zgjeruar përcaktorin që rezulton përgjatë kolonës së fundit, ne zvogëlojmë rendin e tij. Duke vazhduar në të njëjtën mënyrë, marrim përcaktorin e matricës. Prandaj,

Metodat për llogaritjen e përcaktorëve të rendit të n-të.

Le të na jepet një grup i porositur n elementet. Çdo vendndodhje n elementet në në një rend të caktuar thirrur rirregullim nga këto elemente.

Meqenëse çdo element përcaktohet nga numri i tij, do të themi se është dhënë n numrat natyrorë.

Numri i permutacioneve të ndryshme nga n numrat janë të barabartë me n!

Nëse në ndonjë ndërrim të n numri i numrave i kushton më herët j, Por i > j, d.m.th. numër më i madh qëndron para më të voglit, pastaj thonë se dyshja i, j arrin në përmbysja.

Shembulli 1. Përcaktoni numrin e përmbysjeve në ndërrim (1, 5, 4, 3, 2)

Zgjidhje.

Numrat 5 dhe 4, 5 dhe 3, 5 dhe 2, 4 dhe 3, 4 dhe 2, 3 dhe 2 formojnë përmbysje. Numri i përgjithshëm i përmbysjeve në këtë ndërrim është 6.

Permutacioni quhet madje, Nëse numri i përgjithshëm përmbysjet e tij janë të njëtrajtshme, ndryshe quhet i çuditshëm. Në shembullin e diskutuar më sipër, jepet një ndërrim çift.

Le të jepet një ndryshim…, i, …, j, … (*) . Transformimi në cilin numra i Dhe j ndryshojnë vendet, dhe pjesa tjetër mbetet në vendet e tyre, quhet transpozim. Pas transpozimit të numrave i Dhe j në ndërrim (*) do të ketë një riorganizim…, j, …, i, ..., ku të gjithë elementët përveç i Dhe j, mbetën në vendet e tyre.

Nga çdo ndërrim nga n numrat, mund të shkoni te çdo ndryshim tjetër i këtyre numrave duke përdorur disa transpozime.

Çdo transpozim ndryshon barazinë e ndërrimit.

n ≥ 2 numri i permutacioneve çift dhe tek nga n numrat janë të njëjtë dhe të barabartë.

Le M– grup i porositur i n elementet. Çdo transformim bijektiv i një grupi M thirrur zëvendësimnshkalla e th.

Zëvendësimet janë shkruar kështu: https://pandia.ru/text/78/456/images/image005_119.gif" width="27" height="19"> dhe kjo eshte e gjitha ik janë të ndryshme.

Zëvendësimi thirrur madje, nëse të dy rreshtat (permutacionet) e tij kanë të njëjtin barazi, d.m.th., ose të dyja çift ose të dyja tek. Përndryshe zëvendësim thirrur i çuditshëm.

n ≥ 2 numri i zëvendësimeve çift dhe tek nth gradë e njëjtë dhe e barabartë me .

Përcaktori i një matrice katrore A të rendit të dytë A= është numri i barabartë me = a11a22–a12a21.

Përcaktori i një matrice quhet gjithashtu përcaktues. Për përcaktorin e matricës A përdoret shënimi i mëposhtëm: det A, ΔA.

Përcaktues katrore matricat A= rendit i tretë thirrni numrin e barabartë me │A│= a11a22a33+a12a23a31+a21a13a32-a13a22a31-a21a12a33-a32a23a11

Çdo mandat shuma algjebrike në anën e djathtë të formulës së fundit është prodhimi i elementeve të matricës, të marra një dhe vetëm një nga çdo kolonë dhe çdo rresht. Për të përcaktuar shenjën e produktit, është e dobishme të njihni rregullin (quhet rregulli i trekëndëshit), i paraqitur në mënyrë skematike në Fig. 1:

«+» «-»

https://pandia.ru/text/78/456/images/image012_64.gif" width="73" height="75 src=">.

Zgjidhje.

Le të jetë A një matricë e rendit të ntë me elemente komplekse:

A=https://pandia.ru/text/78/456/images/image015_54.gif" width="112" height="27 src="> (1) ..gif" width="111" height="51"> (2) .

Përcaktorja e rendit të n-të, ose përcaktorja e matricës katrore A=(aij) për n>1, është shuma algjebrike e të gjitha prodhimeve të mundshme të formës. (1) , dhe puna (1) merret me shenjën “+” nëse zëvendësimi përkatës (2) çift, dhe me shenjën “‑” nëse zëvendësimi është tek.

E mitura Mij element aij përcaktor është një përcaktor i marrë nga origjinali duke fshirë i rreshti i th dhe j- kolona e th.

Komplement algjebrik Aij element aij përcaktorja quhet numër Aij=(–1) i+ jMij, Ku Mij element i vogël aij.

Vetitë e përcaktorëve

1. Përcaktori nuk ndryshon kur zëvendësohen të gjitha rreshtat me kolonat përkatëse (përcaktori nuk ndryshon gjatë transpozimit).

2. Kur riorganizoni dy rreshta (kolona), përcaktorja ndryshon shenjën.

3. Një përcaktor me dy rreshta (kolona) identike (proporcionale) është e barabartë me zero.

4. Faktori i përbashkët për të gjithë elementët e një rreshti (kolone) mund të merret përtej shenjës së përcaktorit.

5. Përcaktori nuk do të ndryshojë nëse elementet përkatëse të një rreshti (kolone) tjetër u shtohen elementeve të një rreshti (kolone) të caktuar, të shumëzuar me të njëjtin numër të ndryshëm nga zero.

6. Nëse të gjithë elementët e një rreshti (kolone) të caktuar të një përcaktori janë të barabartë me zero, atëherë ai është i barabartë me zero.

7. Përcaktori është i barabartë me shumën e prodhimeve të elementeve të çdo rreshti (kolone) me plotësimet e tyre algjebrike (vetia e zbërthimit të përcaktorit në një rresht (kolona)).

Le të shohim disa metodat për llogaritjen e përcaktuesve të rendit n .

1. Nëse në një përcaktor të rendit të n-të të paktën një rresht (ose kolonë) përbëhet nga zero, atëherë përcaktorja është e barabartë me zero.

2. Le të përmbajë disa rreshta në përcaktorin e rendit të n-të elemente jo zero. Llogaritja e përcaktorit të rendit n mund të reduktohet në këtë rast në llogaritjen e përcaktorit të rendit n-1. Në të vërtetë, duke përdorur vetitë e përcaktorit, mund të bëni të gjithë elementët e një rreshti, përveç një, zero, dhe më pas të zgjeroni përcaktorin përgjatë rreshtit të specifikuar. Për shembull, le të riorganizojmë rreshtat dhe kolonat e përcaktorit në mënyrë që të jenë në vend a11 kishte një element të ndryshëm nga zero.

https://pandia.ru/text/78/456/images/image018_51.gif" width="32 height=37" height="37">.gif" width="307" height="101 src=">

Vini re se nuk është e nevojshme të riorganizoni rreshtat (ose kolonat). Ju mund të merrni zero në çdo rresht (ose kolonë) të përcaktorit.

Nuk ka asnjë metodë të përgjithshme për llogaritjen e përcaktorëve të rendit n, përveç llogaritjes së përcaktorit urdhër i dhënë drejtpërdrejt sipas përkufizimit. Tek përcaktorja e kësaj apo asaj lloj i veçantë aplikoni metoda të ndryshme llogaritjet që çojnë në përcaktues më të thjeshtë.

3. Le ta marrim në formë trekëndore. Duke përdorur vetitë e përcaktorit, ne e reduktojmë atë në të ashtuquajturën formë trekëndore, kur të gjithë elementët që qëndrojnë në njërën anë të diagonales kryesore janë të barabartë me zero. Përcaktori trekëndor që rezulton është i barabartë me produktin e elementeve në diagonalen kryesore. Nëse është më i përshtatshëm për të marrë zero në njërën anë të diagonales dytësore, atëherë do të jetë e barabartë me produktin e elementeve të diagonales dytësore, të marra me shenjën https://pandia.ru/text/78/456/ images/image022_48.gif" width="49" height= "37">.

Shembulli 3. Llogaritni përcaktorin sipas zgjerimit të rreshtit

https://pandia.ru/text/78/456/images/image024_44.gif" width="612" height="72">

Shembulli 4. Llogaritni përcaktorin e rendit të katërt

https://pandia.ru/text/78/456/images/image026_45.gif" width="373" height="96 src=">.

Metoda e 2-të(duke llogaritur përcaktorin duke e zgjeruar atë përgjatë vijës):

Le ta llogarisim këtë përcaktor sipas zgjerimit të rreshtit, pasi e kemi transformuar më parë në mënyrë që në disa rreshta të gjithë elementët përveç njërit të bëhen zero. Për ta bërë këtë, shtoni rreshtin e parë të përcaktorit në të tretën. Më pas shumëzojeni kolonën e tretë me (‑5) dhe shtojeni në kolonën e katërt. Zgjerojmë përcaktorin e transformuar përgjatë vijës së tretë. Ne e zvogëlojmë minorin e rendit të tretë në formën trekëndore në lidhje me diagonalen kryesore.

https://pandia.ru/text/78/456/images/image028_44.gif" width="202" height="121 src=">

Zgjidhje.

Le të zbresim të dytin nga rreshti i parë, të tretën nga i dyti etj., dhe në fund, të fundit nga rreshti i parafundit (rreshti i fundit mbetet i pandryshuar).

https://pandia.ru/text/78/456/images/image030_39.gif" width="445" height="126 src=">

Përcaktori i parë në shumë është trekëndësh në lidhje me diagonalen kryesore, pra është e barabartë me prodhimin e elementeve diagonale, pra (n–1)n. Përcaktorin e dytë e transformojmë në shumë duke mbledhur rreshti i fundit në të gjitha rreshtat e mëparshëm të përcaktorit. Përcaktori i marrë nga ky transformim do të jetë trekëndësh në lidhje me diagonalen kryesore, pra do të jetë i barabartë me prodhimin e elementeve diagonale, d.m.th. nn-1:

=(n–1)n+ (n–1)n + nn-1.

4. Llogaritja e përcaktorit duke përdorur teoremën e Laplasit. Nëse k rreshta (ose kolona) janë zgjedhur në përcaktuesin (1 £ k £ n-1), atëherë përcaktori është i barabartë me shumën e produkteve të të gjitha minoreve të rendit k-të të vendosura në k rreshtat (ose kolonat) e zgjedhura dhe plotësuesit algjebrikë të tyre.

Shembulli 6. Llogaritni përcaktorin

https://pandia.ru/text/78/456/images/image033_36.gif" width="538" height="209 src=">

DETYRA INDIVIDUALE Nr. 2

“LLOGARITJA E PËRCAKTORËVE TË RENDIT NTH”

opsioni 1

Llogaritni përcaktorët

https://pandia.ru/text/78/456/images/image035_39.gif" width="114" height="94 src=">

formula algjebrike, zbuluar nga Njutoni, duke shprehur çdo shkallë binomi, përkatësisht:

(x + a) n = x n + n/1(ax n-1) + (a 2 x n-2) + …(a n x n-m) + …

ose, në formë kompakte, duke përdorur simbolin n! = 1.2.3…n:

(x + a) n = ∑ m (!x n-m a m

Kjo formulë u dha për herë të parë nga Njutoni në 1676 pa prova. Është gdhendur në varrin e Njutonit, në Westminster Abbey, në Londër, megjithëse nuk mund të konsiderohet si një nga zbulimet më të rëndësishme Njutoni.

Vërtetimi i formulës së B. për një eksponent numër të plotë është i lehtë, si rast i veçantë nga më shumë formulë e përgjithshme, duke shprehur veprën çdo numër binomet. Është e lehtë të verifikohet me shumëzim të drejtpërdrejtë se për rastin n = 2 ose n = 3 formula vlen:

(x + a 1)(x + a 2)…(x + a n) = x n + S n 1 x n-l + S n 2 x n-2 + … + S n n

ku S n 1 është shuma e këtyre sasive a 1 , a 2 . . . dhe n, S n 2 është shuma e produkteve të tyre me dy, - S n n është prodhimi i të gjitha këtyre sasive. Dhe atëherë mund të vërtetoni se nëse është e vërtetë për n, atëherë është gjithashtu e vërtetë për faktorët n + 1. Sepse, duke shtuar një faktor x + a n+1, marrim me shumëzim të drejtpërdrejtë

(x + a 1)(x + a 2)…(x + a n-1) = x n-1 + (S n 1 + a n+1)x n + (S n 2 + S n 1 a n- 1)x n-1 + … + S n n a n

dhe në të njëjtën kohë është e qartë se

S n 1 + a n+1 + 1 = S 1 n+1

S n 2 + S n 1 a n+1 = S 2 n+1

etj., pra pjesa e djathtë barazia e fundit është

x n+1 + S 1 n+1 x n + S 2 n+1 x n-1 + … + (S n+1) n+1

etj. Tani le çdo gjë A të barabartë me njëri-tjetrin dhe të barabartë, për shembull, A, Pastaj:

S 2 = a 2 ...

dhe marrim (x + a) n = x n + nax n-1 + (a 2 x n-2) + ...

Kështu, vlefshmëria e formulës së Njutonit për n është një numër i plotë pozitiv dhe vërtetohet. Por vetë Njutoni tregoi tashmë se është e vërtetë si për pjesshme ashtu edhe për negative. Le të paraqesim vërtetimin e Euler-it për çdo n. Merrni parasysh shprehjen:

1+nx + + x 3 +…

Për n numër të plotë është e barabartë me (1 + x) n. Le të jetë për çdo n përgjithësisht f(n). Në të njëjtën mënyrë, le të jetë f(m) një shprehje e ngjashme me n e zëvendësuar me m. Duke shumëzuar, gjejmë, nga njëra anë, f(n)f(m), nga ana tjetër, një shprehje, ligji i përbërjes së koeficientit të së cilës na është i njohur nga rasti i numrave të plotë n, m, përkatësisht:

f(n)f(m) = 1 + [(n + m)/1]x + [(n + m)(n + m - 1)/1.2]x 2 + [(n + m)(n + m - 1)(n + m - 2)/1.2.3]x 3 + …

dhe kjo është padyshim f(n+m). Pra kemi marrë f(n)f(m) = f(n + m); në të njëjtën mënyrë për një numër arbitrar faktorësh f(n 1)f(n 2)... f(n μ) = f(n 1 +n 2 +…+n μ); duke vënë n 1 = n 2 =…= n μ = λ/μ, kemi

f(n)f(–n) = f(0) = 1, pra f(–n) = 1/f(n) ose

f(–n) = (1 + x) –l = nx + x 2 - x 3 + … etj.

  • - binom, shuma ose ndryshimi i dy algjebrave. shprehjet e quajtura anëtarë të B., për shembull. , etj. Për fuqitë e B., domethënë shprehjet, po, shih binomin e Njutonit...

    Enciklopedia Matematikore

  • - një shprehje algjebrike e përbërë nga shuma ose ndryshimi i dy sasive, për shembull axm +...
  • - një formulë algjebrike e zbuluar nga Njutoni, që shpreh çdo shkallë binomi, përkatësisht: n = xn + n/1 + + … + … ose, në formë kompakte, duke përdorur simbolin n! = 1.2...

    fjalor enciklopedik Brockhaus dhe Euphron

  • - dhe lat. nomen - emër) binom, shuma ose ndryshimi i dy shprehjeve algjebrike që quhen terma të ekuacionit; për shembull a + b, etj. Për fuqitë e B., domethënë shprehjet e formës n, shihni binomin e Njutonit...
  • - emri i një formule që shpreh çdo numër të plotë shkallë pozitive shuma e dy termave përmes shkallëve të këtyre termave, përkatësisht: ku n është një numër i plotë numër pozitiv, a dhe b - çfarëdo...

    Enciklopedia e Madhe Sovjetike

  • - emri i një formule që ju lejon të shkruani zbërthimin e një shume algjebrike të dy termave të një shkalle arbitrare ...

    Enciklopedia e Collier

  • - njësoj si binomi. Për një binom të formës n, shihni Art. Binomi i Njutonit...
  • - një formulë që shpreh fuqinë e plotë pozitive të shumës së dy termave përmes fuqive të këtyre termave (koeficientët për ta quhen koeficientë binomialë...

    Fjalor i madh enciklopedik

  • - Huamarrja. në gjysmën e parë të shekullit të 19-të. nga frëngjishtja lang., ku binôme është shtimi i lat. bi dhe greqisht nomē "pjesë, pjesë". e mërkurë llogaritja derivative e kësaj fjale është binom...

    Fjalor etimologjik Gjuha ruse

  • - Nga romani "Mjeshtri dhe Margarita" nga Mikhail Afanasyevich Bulgakov. Fjalët e Koroviev-Fagot, duke komentuar dialogun midis Woland dhe banakierit Andrei Fokich Sokov...

    Fjalor fjalë me krahë dhe shprehjet

  • - ; pl. bino/ne, R....

    fjalor drejtshkrimor Gjuha ruse

  • - burri. binomi femër në shënimin e mirëfilltë: shprehje numerike, i përbërë nga dy anëtarë; binom, sasi binomiale...

    Fjalor Dahl

  • - BINOM, burri. Në matematikë: binomi...

    Fjalori shpjegues i Ozhegovit

  • - binom m. Shprehje algjebrike, që përfaqëson shumën ose ndryshimin e dy monomëve; binomi...

    Fjalor shpjegues i Efremovës

  • - Razg. Duke bërë shaka. Rreth smb. komplekse, konfuze. Elistratov, 41...

    Fjalor i madh Thëniet ruse

  • - BINOM, -a, m. Hekuri. Rreth smth. në dukje komplekse dhe konfuze. Posedojnë. u përhap nën ndikimin e romanit të M. Bulgakov "Mjeshtri dhe Margarita" ...

    Fjalori i argotit rus

"Binomi i Njutonit" në libra

Nga Kepleri në Njuton

Nga libri Laplace autor Vorontsov-Velyamov Boris Nikolaevich

1.2. Nga Anaksimandri te Njutoni

Nga libri Natyra e kohës: një hipotezë rreth origjinës dhe ent fizik koha autor Plazhi Anatoly Makarovich

1.2. Nga Anaksimandri te Njutoni Ekziston një besim i përhapur se në agimin e njerëzimit koncepti i hapësirës fillimisht u përvetësua dhe vetëm atëherë, në ngjashmëri me hapësirën, njerëzit e përshtatën gradualisht konceptin e kohës për qëllime praktike

Mendimi i R. Njutonit

Nga libri Një studim kritik i kronologjisë bota e lashtë. Antikiteti. Vëllimi 1 autor Postnikov Mikhail Mikhailovich

Mendimi i R. Njutonit Kohët e fundit Eklipset e lashta u ri-studiuan nga Robert Newton, i cili shqyrtoi jo vetëm eklipset antike, por edhe mesjetare. Ne nuk do t'i paraqesim veprat e tij në detaje, por do të japim vetëm një citat duke përmbledhur kërkimin e tij

Psikologjia e Njutonit

Nga libri Quantum Mind [Linja midis fizikës dhe psikologjisë] autor Mindell Arnold

Psikologjia e Njutonit A janë gjithmonë të vërteta këto ligje? Nëse marrim parasysh aksidentin tonë automobilistik, do të themi po, ne e dimë se këto ligje janë të vërteta. Por a janë ato psikologjikisht të sakta? Shumë do të thoshin po. Për shembull, ligji i tretë mund të quhet ligji i fyerjes dhe ndëshkimit:

Mekanika e Njutonit

autor

Mekanika e Njutonit Teoria e gravitetit të Njutonit nuk do të ishte krijuar pa përdorimin e ligjeve të tij të mekanikës. Hiqni detajet që mund të gjenden në tekst shkollor fizikanët, ne i paraqesim këto tre ligje bazë në formën e tyre përfundimtare. Pa asnjë dyshim, ata kanë një themel

ligji i Njutonit

Nga libri Graviteti [Nga sferat kristalore në krimbave] autor Petrov Alexander Nikolaevich

Ligji i Njutonit graviteti universal pas diskutimit në leximin e tretë u dërgua për rishikim... Folklori duke kontrolluar ligjin e Njutonit. Kuptimi i ligjit të Njutonit është ende shumë i rëndësishëm rol i rendesishem për të kuptuar idetë për gravitetin në përgjithësi. Si mund

ligjet e Njutonit

Nga libri Kthimi i magjistarit autor Keler Vladimir Romanovich

Ligjet e Njutonit Ndër të shquarit arritjet shkencore Njutoni i referohet supozimit të guximshëm që bëri, sipas të cilit gjithçka trupat materiale Përveç veçorive të tilla vizuale, të dukshme si fortësia, elasticiteti, pesha, etj., kanë një tjetër jashtëzakonisht. pronë e rëndësishme:

Binom

Nga libri Big Enciklopedia Sovjetike(BI) autor TSB

Binomi diferencial

Nga libri Enciklopedia e Madhe Sovjetike (DI) e autorit TSB

Binomi i Njutonit

Nga libri Enciklopedia e Madhe Sovjetike (Нь) nga autori TSB

Vetëm mendoni, binomi i Njutonit!

Nga libri Enciklopedik Fjalor i fjalëve dhe shprehjeve autor Serov Vadim Vasilievich

Vetëm mendoni, binomi i Njutonit! Nga romani (kapitulli 18 "Vizitorët e pafat") "Mjeshtri dhe Margarita" (1940) nga Mikhail Afanasyevich Bulgakov (1891 - 1940). Fjalë nga Koroviev-Fagot, duke komentuar dialogun midis Woland dhe banakierit Andrei Fokich Sokov. I fundit erdhi për t'u ankuar

KHAJAM BINOMIK

Nga libri Kjo mënyrë e të kuptuarit autor Lurie Samuil Aronovich

BINOM KHAYYAM Unë nuk e di për ju, por unë, duke u përgatitur për ishull i shkretë, sigurisht që do ta kishte marrë me vete Omar Khajamin. Kjo është praktike: në peshoren e asnjë dogane, 66 katranë nuk do të shqetësohen, dhe këtu ju shoqërohet nga shoqëruesi më i mirë i pijes në botë, le të themi, një imagjinar. Por

KHAJAM BINOMIK

Nga libri Sukseset e mprehtësisë autor Lurie Samuil Aronovich

BINOM OF KHAYYAM Unë nuk e di për ju, por nëse do të shkoja në një ishull të shkretë, sigurisht që do të merrja Omar Khayyam me vete. Kjo është praktike: në peshoren e çdo dogane, 66 katranë nuk do të shqetësohen, dhe këtu ju shoqërohet nga shoqëruesi më i mirë i pijes në botë. Le të themi se është imagjinare. Por gjithashtu

Ky nuk është binomi i Njutonit!

Nga libri Sinjali dhe zhurma. Pse disa parashikime realizohen dhe të tjerat jo? nga Silver Nate

Ky nuk është binomi i Njutonit! Përpara se një hipotezë të pranohet, kërkohen prova të pakundërshtueshme. Hipoteza e serrës ishte e qëndrueshme këtë gjendje, dhe kjo është arsyeja pse raporti i parë i IPCC arriti në përfundimin se Efekti serrë të izoluar nga qindra të tjerë

Teorema binomiale

Nga libri Udhëtimi Tyura-Tam autor Kovtonyuk Vladimir Alexandrovich

Binomi Kuban i Njutonit rrjedh në pika nga akullnajat e Elbrusit, bashkohet në rrjedha të veçanta të padëmshme, të cilat, duke bashkuar dhe marrë degët Daut dhe Khudes, formojnë një rrjedhë të shfrenuar të shtrydhur nga malet. Pikërisht përballë qytetit ka gurë, sikur të bënte një kontroll përfundimtar

Plani i mësimit të matematikës:

« Teorema binomiale. Vetitë e koeficientëve binomial"

Golat :

- arsimore : prezantoni formulën binomiale të Njutonit, mësoni si të përdorni formulën e binomit të Njutonit kur ngrini një binom në fuqi;
-
duke u zhvilluar : nxisin zhvillimin e memories, algoritmike dhe të menduarit logjik, vëmendje;
-
arsimore: vazhdoni të zhvilloni një ndjenjë përgjegjësie, pavarësie dhe ndërgjegjeje.)

Pajisjet : kompjuter, projektor multimedial, ekran, prezantim, karta me material teorik.

Lloji i mësimit - k të kombinuara;

Format e punës së studentëve - ballore, individuale.

Gjatë orëve të mësimit:

1 . Koha e organizimit:

Një mesazh për temën, qëllimet e mësimit dhe rëndësinë praktike të temës në shqyrtim.

2. Përditësimi i njohurive

I . Sondazh frontal:

1) Çfarë studion kombinatorika?

2) Çfarë lloje lidhjesh ose mostrash dini?

3) Zgjidheni fjalëkryqin "Kombinatorika"

II . Numërimi verbal:

    5!=….(120), A 5 2 =…(20)., C 4 2 =….(8)

    Në sa mënyra mund të ulen 5 persona në një stol?

3. Prezantimi i materialit të ri: Puna me karta material teorik. Dëgjimi dhe analizimi i mesazheve të studentëve. Shkrimi i një përmbledhjeje.

I ) Historia e kombinatorikës ( Mesazhi i studentit)

Në mësimin e fundit mësuam bazat e kombinatorikës. Detyre shtepie për të parën grup krijues ishte përgatitja e një raporti mbi historinë e shfaqjes së kombinatorikës si shkencë. (Mesazhi i studentit)

    Cilët shkencëtarë kontribuan në zhvillimin e kombinatorikës si shkencë?

    Një nga mendjet e shquara të asaj kohe ishte shkencëtari anglez Isaac Newton. Detyra juaj e shtëpisë ishte përgatitja e një raporti për këtë gjeni të madh.

II ) Isaku Njutoni është i mrekullueshëm matematikan ( Mesazhi i studentit)

Ju dëgjuat nga raporti se sa ide dhe zbulime të shkëlqyera i përkasin matematikanit të madh Isak Njuton. Një nga zbulimet e tij është formulaTeorema binomiale .

III ) Binomi i Njutonit.

Pikërisht këtij zbulimi do t'i kushtojmë mësimin tonë sot. Le të shkruajmë temën e mësimit.Objektivat e mësimit tonë : njihuni me formulën e binomit të Njutonit, mësoni të zbatoni formulën e binomit të Njutonit kur ngrini një binom në fuqi.

Fjala binom do të thotë "Dy numra" në matematikë, një binom quhet "një formulë për zbërthimin e një fuqie të plotë jo negative të shumës së dy ndryshoreve në terma individualë". Le të ndjekim Njutonin dhe të përpiqemi ta nxjerrim atë në mënyrë që të mund ta zbatojmë atë.

Ju ndoshta mbani mend (ose të paktën duhet të mbani mend) formulat e shkurtuara të shumëzimit për katrorin dhe kubin e shumës së dy termave (kjo shumë quhet "binom ", në rusisht -binom .

Nëse i keni harruar këto formula, mund t'i merrni direkt duke hapur kllapat në barazi të dukshme

Ndoshta ju ka lindur pyetja: a është e mundur (pa kompjuter) të merren formula të tipit për binomet e shkallës së katërt, të pestë, të dhjetë - çfarëdo qoftë?

Le të përpiqemi të arrijmë direkt në të paktën shkallën e pestë, dhe atje, ndoshta, do të ketë një "piano në shkurre" (për hir të rendit, ne do t'i vendosim termat në anën e djathtë në rend zbritësA , zvogëlohet nga maksimumi në zero):

Tani le të shkruajmë veçmas koeficientët numerikë në anën e djathtë të formulave kur ngremë një binom në një fuqi të caktuar:

Ju mund ta keni marrë me mend tashmë se "piano në shkurre" është trekëndëshi i Pascal në faqen e mëparshme. Është e lehtë të kontrollohet që koeficientët numerikë të shkruar janë vijat e trekëndëshit të Paskalit, duke filluar nga i treti. Ky "trekëndësh i cunguar", në të cilin mungojnë dy rreshtat e parë, mund të bëhet lehtësisht i plotë (merrni rreshtat duken=0 Dhen=1 ):

Më në fund marrim:

Kjo deklaratë ishte e njohur shumë përpara Paskalit - ishte e njohur për dikë që jetoi në shekujt 11-12. Matematikani dhe poeti i Azisë Qendrore Omar Khayyam (për fat të keq, puna e tij për këtë nuk ka arritur tek ne). Përshkrimi i parë i formulës që na ka zbritur gjendet në librin e matematikanit të Azisë Qendrore al-Tusi, i cili u shfaq në 1265, ku jepet një tabelë numrash (koeficientët binomialë) deri në dhe duke përfshirë.

Shkencëtarët evropianë u njohën me formulën, me sa duket, përmes matematikanëve lindorë. U krye një studim i detajuar i pronave Matematikan francez dhe filozofi B. Pascal në 1654. Detyra juaj e shtëpisë ishte të përgatisni një raport mbi shkencëtar francez Pascale.

IV ) Blaise Pascal ( Mesazhi i studentit)

Tani është e qartë se si të ngrihet një binom për çdo fuqi n. Në anën e majtë shkruajmë (a+b) n. Dhe në anën e djathtë shkruajmë shumën A n + a n-1 b + … + b n, duke lënë hapësirë ​​për një koeficient në çdo term. Dhe ne i mbushim këto vende me numra nga n- rreshti i trekëndëshit të Paskalit, i cili, natyrisht, duhet të shkruhet paraprakisht.

Ndërtimi i një binomia+b deri në shkallën mund të prodhohet nga një formulë e quajtur dekompozimBinomi i Njutonit :

(a+b) n = a n +C 1 n a n - 1 b+C 2 n a n - 2 b 2 +...+C k n a n - k b k +... +C n - 1 n ab n - 1 +C n n b n

KuC k n - të gjitha kombinimet e mundshme , të cilat mund të formohenprej n elementesh, k secili .

Shembull : (a+b) 5 = a 5 +C 1 5 a 4 b+C 2 5 a 3 b 2 +C 3 5 a 2 b 3 +C 4 5 ab 4 +C 5 5 b 5 = a 5 + 5a 4 b+10a 3 b 2 + 10a 2 b 3 + 5ab 4 +b 5

Në këtë mënyrë, ju mund të shkruani një formulë për ngritjen e një binomi në çdo fuqi. Le të vëmë re disa veti të termave në zgjerimin e binomit duke përdorur formulën Binom të Njutonit.

V ) Vetitë e binomit të Njutonit

    Koeficientët janë simetrik.

    Nëse ka një shenjë minus në kllapa, atëherë shenjat + dhe - alternojnë.

    Shuma e shkallëve të çdo termi është e barabartë me shkallën e binomit.

    Shuma e koeficientëve të zgjerimit (a + b) nështë e barabartë me 2 n .

VI ) Konsolidimi i materialit të ri.

Ju njohëm me përdorimin e binomit të Njutonit kur studiojmë formulat e shkurtuara të shumëzimit: Ku tjetër përdoret binomi i Njutonit?

VII ) Zbatimi i binomit të Njutonit.

Si përfundim, merrni parasysh një shembull në të cilin përdorimi i binomit të Njutonit na lejon të vërtetojmë pjesëtueshmërinë e një shprehjeje me një numër të caktuar.

Shembull.

Vërtetoni se vlera e shprehjes , ku n - numri natyror, pjesëtohet me 16 pa mbetje.

Zgjidhje.

Le të paraqesim termin e parë të shprehjes si dhe përdorni formulën binomiale të Njutonit:

    Produkti që rezulton vërteton pjesëtueshmërinë e shprehjes origjinale me 16.Binomi i Njutonit përdoret në vërtetimin e teoremës së Fermatit, në teorinë e serive të pafundme dhe derivimin e formulës Njuton-Leibniz.

VIII ) Çfarë do të thotë njësia frazeologjike “Binomi i Njutonit”?

Një frazë humoristike e aplikuar për një çështje të parëndësishme, një detyrë e thjeshtë që disa gabimisht e konsiderojnë shumë të vështirë për ta përfunduar ose jashtëzakonisht të vështirë.
Origjina e shprehjes : nga romani (1891 - 1940) "Mjeshtri dhe Margarita" (1940).
Fjalët e Koroviev, i cili vendosi të komentojë bisedën e Woland me barmanin Sokov. Barmeni ankohet për spektatorët që e paguanin me para të falsifikuara, duke "përfunduar shuplakën njëqind e nëntë rubla".
"Epo, sigurisht, kjo nuk është shuma," i tha Woland me përbuzje mysafirit të tij, "ndonëse, meqë ra fjala, as ju nuk keni nevojë për të." Kur do të vdesësh?
Në këtë moment barmeni u indinjua.
“Kjo nuk i dihet askujt dhe nuk i intereson askujt”, u përgjigj ai.
"Epo, po, ne nuk e dimë," tha e njëjta gjë
zëri (Koroviev) nga zyra, -mendo për këtë, binomi i Njutonit ! Ai do të vdesë pas nëntë muajsh, në shkurt të vitit të ardhshëm, nga kanceri i mëlçisë në klinikën e Universitetit të Parë Shtetëror të Moskës, në repartin e katërt.

IX ) Përmbledhja e mësimit. Reflektimi

Vetëm mendoni, binomi i Njutonit

"Vetëm mendo, binomi i Njutonit"
Macja mjaullinte Hipopotamin
(Ai është shërbëtori i përulur i Woland),
Parashikimi i rrjedhës së jetës.
E gjithë kjo vetëm konfirmon
Njutoni është një gjeni, por për një kohë të gjatë
Binom ishte i famshëm në Kinë,
Arabët dinin për të.
Por Njutoni e përgjithësoi zgjidhjen,
Ai ngriti një polinom në një fuqi...
Na çliro nga të gjitha dyshimet
Nuk kemi probleme të tjera.
Na thuaj pa asnjë debat
Pse na duhet ai binom?
Kombinatorika e dukurive
Nuk do ta gjejmë pa një binom.
nëntor 7, 2015

Çfarë të re mësuat në mësim? A është kjo formulë e rëndësishme për matematikën? A ishte e vështirë për ju të kuptoni material i ri?

    Detyre shtepie. Përgatitja për testin.

( detyrë në copa letre për secilin nxënës)

1. Nga 12 anëtarë të ekipit, ju duhet të zgjidhni një kapiten dhe zëvendës. Në sa mënyra mund të bëhet kjo?

2. Llogaritni: 4P 3 +3A 2 10 -C 2 5

    Të diplomuarit instituti ekonomik Ata punojnë në tre organizata të ndryshme: 17 persona në një bankë, 23 në një kompani dhe 19 në një zyrë tatimore. Gjeni probabilitetin që një i diplomuar që takoni rastësisht të punojë në një bankë?

    Janë 8 libra të ndryshëm, 2 prej të cilëve janë përmbledhje me poezi. Në sa mënyra mund të vendosen këta libra në një raft në mënyrë që librat e referencës të jenë pranë njëri-tjetrit?

    Për të luajtur KVN ju duhet të zgjidhni një ekip prej 6 personash Në sa mënyra mund të bëhet kjo nëse ekipi duhet të ketë numër të barabartë djemsh dhe vajzash, dhe ka 12 vajza dhe 10 djem në klasë?

    Sa shume numra treshifrorë me numra të ndryshëm a mund të bëni nga numrat, 0,1,3,6,7,9?

    Faktorizo: ( a- b) 9 dhe (3 x+ y) 10



Ju pëlqeu artikulli? Ndani me miqtë tuaj!