数列、级数与二项式定理

二项式定理

二项式定理是把一个二项式的幂(如 (a + b)^n)展开的公式,无需逐个因式相乘。它不用你苦苦地算 (a + b)·(a + b)·...·(a + b),而是一眼就给出整个结果。

它说 (a + b)^n 等于 k 从 0 到 n 时 C(n, k)·a^(n−k)·b^k 之和,其中 C(n, k) 是二项式系数“n 选 k”。当你横向读这个展开式时,a 的幂从 n 逐级降到 0,而 b 的幂从 0 逐级升到 n,两者的指数之和始终为 n。

系数 C(n, k) 恰好就是帕斯卡三角形第 n 行的那些数,这正是三角形和定理是同一事实的两种视角的原因。带减号时,(a − b)^n 是同样的展开式但符号交替,因为这相当于把 (a + (−b)) 取幂。

(a + b)^3 = a^3 + 3a^2 b + 3a b^2 + b^3,系数 1, 3, 3, 1 来自帕斯卡三角形第 3 行。

a 的指数下降而 b 的指数上升;每一对之和都是 3。