(a+b)的n次方可以通过 二项式定理展开,具体公式如下:
\[
(a+b)^n = \sum_{k=0}^{n} C(n, k) a^{n-k} b^k
\]
其中,$C(n, k)$ 是组合数,表示从n个不同元素中取出k个元素的组合数,计算公式为:
\[
C(n, k) = \frac{n!}{k!(n-k)!}
\]
这个公式可以写成:
\[
(a+b)^n = C(n,0)a^n + C(n,1)a^{n-1}b + C(n,2)a^{n-2}b^2 + \ldots + C(n,n-1)ab^{n-1} + C(n,n)b^n
\]
或者,也可以写成:
\[
(a+b)^n = C(n,0)b^n + C(n,1)b^{n-1}a + C(n,2)b^{n-2}a^2 + \ldots + C(n,n-1)ba^{n-1} + C(n,n)a^0b^n
\]
这两种写法都是等价的,只是项的顺序不同。
示例
假设我们要展开 $(a+b)^3$:
\[
(a+b)^3 = \sum_{k=0}^{3} C(3, k) a^{3-k} b^k
\]
计算各项:
\[
C(3,0)a^3b^0 = 1 \cdot a^3 \cdot 1 = a^3
\]
\[
C(3,1)a^2b^1 = 3 \cdot a^2 \cdot b = 3a^2b
\]
\[
C(3,2)a^1b^2 = 3 \cdot a \cdot b^2 = 3ab^2
\]
\[
C(3,3)a^0b^3 = 1 \cdot 1 \cdot b^3 = b^3
\]
将这些项相加:
\[
(a+b)^3 = a^3 + 3a^2b + 3ab^2 + b^3
\]
这就是 $(a+b)^3$ 的展开式。
总结
通过二项式定理,我们可以将 $(a+b)^n$ 展开为一个多项式,其各项是 $a$ 和 $b$ 的幂次乘积,系数是组合数 $C(n, k)$。这个定理在代数、几何和组合数学中有广泛的应用。