牛顿的二项式定理推导

如题所述

牛顿的二项式定理推导,具体如下:

1、定理的推导

二项式定理是由(a+b)^2,(a+b)^3,(a+b)^4等展开式归纳猜想而来,并由排列组合的方法证明了这一归纳。

2、定理的概念

二项式定理(英语:binomial theorem),又称牛顿二项式定理,由艾萨克·牛顿于1664年、1665年间提出。该定理给出两个数之和的整数次幂诸如展开为类似项之和的恒等式。二项式定理可以推广到任意实数次幂,即广义二项式定理。

3、定理发展简史

二项式定理最初用于开高次方。在中国,成书于1世纪的《九章算术》提出了世界上最早的多位正整数开平方、开立方的一般程序。直到11世纪中叶,贾宪在其《释锁算书》中给出了“开方作法本原图”,满足了三次以上开方的需要。

此图即为直到六次幂的二项式系数表,但是,贾宪并未给出二项式系数的一般公式,因而未能建立一般正整数次幂的二项式定理。13世纪,杨辉在其《详解九章算法》中引用了此图,并注明了此图出自贾宪的《释锁算书》。

贾宪的著作已经失传,而杨辉的著作流传至今,所以今称此图为“贾宪三角”或“杨辉三角”。14世纪初,朱世杰在其《四元玉鉴》中复载此图,并增加了两层,添上了两组平行的斜线。

而后经历发展,直到1665年,英国的牛顿将二项式定理推广到有理指数的情形。18世纪,瑞士的欧拉和意大利的卡斯蒂隆分别采用待定系数法和“先异后同”的方法证明了实指数情形的二项式定理。

4、定理的意义

牛顿以二项式定理作为基石发明出了微积分。其在初等数学中应用主要在于一些粗略的分析和估计以及证明恒等式等。

这个定理在遗传学中也有其用武之地,具体应用范围为,推测自交后代群体的基因型和概率、推测自交后代群体的表现型和概率、推测杂交后代群体的表现型分布和概率、通过测交分析杂合体自交后代的性状表现和概率、推测夫妻所生孩子的性别分布和概率、推测平衡状态群体的基因或基因型频率等。

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