Binomium van Newton

Binomiale expansie gebruikt een uitdrukking om een reeks te maken. Het gebruikt een haakjesuitdrukking zoals ( x + y ) n {{n}} {\displaystyle (x+y)^{n}}. Er zijn drie binomiale uitbreidingen.

De formules

Er zijn in principe drie binomiale uitbreidingsformules:

( a + b ) 2 = a 2 + 2 a b + b 2 {(a+b)^{2}=a^{2}+2ab+b^{2}} {\displaystyle (a+b)^{2}=a^{2}+2ab+b^{2}}

  

1e (Plus)

( a - b ) 2 = a 2 - 2 a b + b 2 {(a-b)^{2}=a^{2}-2ab+b^{2}} {\displaystyle (a-b)^{2}=a^{2}-2ab+b^{2}}

2e (Minus)

( a + b ) ( a - b ) = a 2 - b 2 {\displaystyle (a+b)\cdot (a-b)=a^{2}-b^{2}} {\displaystyle (a+b)\cdot (a-b)=a^{2}-b^{2}}

3e (Plus-Minus)

We kunnen verklaren waarom er zo'n 3 formules zijn met een eenvoudige uitbreiding van het product:

( a + b ) 2 = ( a + b ) ( a + b ) = a a + a b + b a + b ⋅ a 2 + 2 a b 2 {\displaystyle (a+b)^{2}=(a+b)^cdot (a+b)=a a+a b+b a+b a+b b=a^{2}+2 a+b+b^{2}} {\displaystyle (a+b)^{2}=(a+b)\cdot (a+b)=a\cdot a+a\cdot b+b\cdot a+b\cdot b=a^{2}+2\cdot a\cdot b+b^{2}}

( a - b ) 2 = ( a - b ) ( a - b ) = a a - a b - b a + b b = a 2 - 2 a b + b 2 {\displaystyle (a-b)^{2}=(a-b)^cdot (a-b)=a ⋅ a-a ⋅ b-b ⋅ a+b b=a^{2}-2 ⋅ a ⋅ b+b^{2}} {\displaystyle (a-b)^{2}=(a-b)\cdot (a-b)=a\cdot a-a\cdot b-b\cdot a+b\cdot b=a^{2}-2\cdot a\cdot b+b^{2}}

( a + b ) ( a - b ) = a a - a b + b a - b b = a 2 - b 2 {\displaystyle (a+b)=a (a-b)=a-a (a+b)=a (a+b)=b (a+b)=b (a+b)=b =b=a^{2}-b^{2}} {\displaystyle (a+b)\cdot (a-b)=a\cdot a-a\cdot b+b\cdot a-b\cdot b=a^{2}-b^{2}}

Met behulp van Pascal's driehoek

Als n een geheel getal is ( n Z {\displaystyle n} in \mathbb {Z}n}{\displaystyle n\in \mathbb {Z} } ), gebruiken we de driehoek van Pascal.


Om ( x + y ) 2 {{2}}{\displaystyle (x+y)^{2}}
uit te breiden:

  • vind rij 2 van Pascal's driehoek (1, 2, 1)
  • breid x {stijl x} xen y {stijl y} uity, zodat het xvermogen van x {stijl x} telkens met 1 omlaag gaat vanaf n {stijl n} ntot 0 en het yvermogen van y {stijl y} telkens met 1 omhoog gaat vanaf 0 tot n {stijl n} n
  • maal de getallen uit Pascal's driehoek met de juiste termen.


Dus ( x + y ) 2 = 1 x 2 y 0 + 2 x 1 y 1 + 1 x 0 y 2 {Displaystyle (x+y)^{2}=1x^{2}y^{0}+2x^{1}y^{1}+1x^{0}y^{2}} {\displaystyle (x+y)^{2}=1x^{2}y^{0}+2x^{1}y^{1}+1x^{0}y^{2}}


Bijvoorbeeld:

( 3 + 2 x ) 2 = 1 3 2 ( 2 x ) 0 + 2 3 1 ( 2 x ) 1 + 1 3 0 ( 2 x ) 2 = 9 + 12 x + 4 x 2 {Displaystyle (3+2x)^{2}=1\cdot 3^{2}\cdot (2x)^{0}+2\cdot 3^{1}\cdot (2x)^{1}+1\cdot 3^{0}\cdot (2x)^{2}=9+12x+4x^{2}} {\displaystyle (3+2x)^{2}=1\cdot 3^{2}\cdot (2x)^{0}+2\cdot 3^{1}\cdot (2x)^{1}+1\cdot 3^{0}\cdot (2x)^{2}=9+12x+4x^{2}}


Dus als een regel:

( x + y ) n = a 0 x n y 0 + a 1 x n - 1 y 1 + a 2 x n - 2 y 2 + + a n - 1 x 1 y n - 1 + a n x 0 y n {{n} (x+y)^{n}=a_{0}x^{n}y^{0}+a_{1}x^{n-1}y^{1}+a_{2}x^{n-2}y^{2}+\cdots +a_{n-1}x^{1}y^{n-1}+a_{n}x^{0}y^{n}} {\displaystyle (x+y)^{n}=a_{0}x^{n}y^{0}+a_{1}x^{n-1}y^{1}+a_{2}x^{n-2}y^{2}+\cdots +a_{n-1}x^{1}y^{n-1}+a_{n}x^{0}y^{n}}

waarbij a i {{i}}{\displaystyle a_{i}} het getal op rij n {{i}} nen positie i {{i}} {\displaystyle i}in de driehoek van Pascal is.

Voorbeelden

( 5 + 3 x ) 3 = 1 5 3 ( 3 x ) 0 + 3 5 2 ( 3 x ) 1 + 3 ⋅ 5 1 ( 3 x ) 2 + 1 5 0 ( 3 x ) 3 {\displaystyle (5+3x)^{3}=1 5^{3}}^ (3x)^{0}+3 5^{2}} (3x)^{1}+3 5^{1} (3x)^{2}+1 (3x)^{0} (3x)^{3}} {\displaystyle (5+3x)^{3}=1\cdot 5^{3}\cdot (3x)^{0}+3\cdot 5^{2}\cdot (3x)^{1}+3\cdot 5^{1}\cdot (3x)^{2}+1\cdot 5^{0}\cdot (3x)^{3}}

= 125 + 75 3 x + 15 9 x 2 + 1 27 x 3 = 125 + 225 x + 135 x 2 + 27 x 3 {\displaystyle =125+75\cdot 3x+15\cdot 9x^{2}+1\cdot 27x^{3}=125+225x+135x^{2}+27x^{3}} {\displaystyle =125+75\cdot 3x+15\cdot 9x^{2}+1\cdot 27x^{3}=125+225x+135x^{2}+27x^{3}}

 

( 5 - 3 x ) 3 = 1 5 3 ( - 3 x ) 0 + 3 5 2 ( - 3 x ) 1 + 3 ⋅ 5 1 ( - 3 x ) 2 + 1 5 0 ( - 3 x ) 3 {displaystyle (5-3x)^{3}=1 ⋅ 5^{3} (-3x)^{0}+3 ⋅ 5^{2} (-3x)^{1}+3 ⋅ 5^{1} (-3x)^{2}+1 ⋅ 5^{0} (-3x)^{3}} {\displaystyle (5-3x)^{3}=1\cdot 5^{3}\cdot (-3x)^{0}+3\cdot 5^{2}\cdot (-3x)^{1}+3\cdot 5^{1}\cdot (-3x)^{2}+1\cdot 5^{0}\cdot (-3x)^{3}}

= 125 + 75 ( - 3 x ) + 15 9 x 2 + 1 ( - 27 x 3 ) = 125 - 223 x + 135 x 2 - 27 x 3 {\displaystyle =125+75\cdot (-3x)+15\cdot 9x^{2}+1\cdot (-27x^{3})=125-223x+135x^{2}-27x^{3}} {\displaystyle =125+75\cdot (-3x)+15\cdot 9x^{2}+1\cdot (-27x^{3})=125-223x+135x^{2}-27x^{3}}

 

( 7 + 4 x 2 ) 5 = 1 7 5 ( 4 x 2 ) 0 + 5 7 4 ( 4 x 2 ) 1 + 10 7 3 ( 4 x 2 ) 2 + 10 7 2 ( 4 x 2 ) 3 + 5 7 1 ( 4 x 2 ) 4 + 1 7 0 ( 4 x 2 ) 5 {\displaystyle (7+4x^{2})^{5}=1 7^{5} (4x^{2})^{0}+5 7^{4} (4x^{2})^{1}+10 7^{3} (4x^{2})^{2}+10\CDot 7^{2}\cdot (4x^{2})^{3}+5\CDot 7^{1}\cdot (4x^{2})^{4}+1\cdot 7^{0}\cdot (4x^{2})^{5}} {\displaystyle (7+4x^{2})^{5}=1\cdot 7^{5}\cdot (4x^{2})^{0}+5\cdot 7^{4}\cdot (4x^{2})^{1}+10\cdot 7^{3}\cdot (4x^{2})^{2}+10\cdot 7^{2}\cdot (4x^{2})^{3}+5\cdot 7^{1}\cdot (4x^{2})^{4}+1\cdot 7^{0}\cdot (4x^{2})^{5}}

= 16807 + 12005 4 x 2 + 3430 16 x 4 + 490 64 x 6 + 35 256 x 8 + 1 1024 x 10 {\displaystyle =16807+12005 4x^{2}+3430 16x^{4}+490 ⋅ 64x^{6}+35 ⋅ 256x^{8}}+1 ⋅ 1024x^{10}} {\displaystyle =16807+12005\cdot 4x^{2}+3430\cdot 16x^{4}+490\cdot 64x^{6}+35\cdot 256x^{8}+1\cdot 1024x^{10}}

= 16807 + 48020 x 2 + 54880 x 4 + 31360 x 6 + 8960 x 8 + 1024 x 10 {\an58020x^{2}+54880x^{4}+31360x^{6}+8960x^{8}+1024x^{10}} {\displaystyle \,=16807+48020x^{2}+54880x^{4}+31360x^{6}+8960x^{8}+1024x^{10}}

Vragen en antwoorden

V: Wat is binomiale expansie?



A: Binomiale expansie is een wiskundige methode waarbij een uitdrukking wordt gebruikt om een reeks te maken met behulp van de haakjesuitdrukking (x+y)^n.

V: Wat is het basisconcept achter binomiale expansie?



A: Het basisconcept achter binomiale expansie is het uitbreiden van de macht van een binomiale uitdrukking tot een reeks.

V: Wat is een binomiale uitdrukking?



A: Een binomiale uitdrukking is een algebraïsche uitdrukking met twee termen die verbonden zijn door een plus- of minteken.

V: Wat is de formule voor binomiale expansie?



A: De formule voor binomiale expansie is (x+y)^n, waarbij n de exponent is.

V: Hoeveel soorten binomiale uitbreidingen zijn er?



A: Er zijn drie soorten binomiale uitbreidingen.

V: Wat zijn de drie soorten binomiale expansies?



A: De drie soorten binomiale expansie zijn - eerste binomiale expansie, tweede binomiale expansie en derde binomiale expansie.

V: Hoe is binomiale expansie nuttig bij wiskundige berekeningen?



A: Binomiale uitbreiding is nuttig bij wiskundige berekeningen omdat het helpt ingewikkelde uitdrukkingen te vereenvoudigen en complexe problemen op te lossen.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3