分離係數法 與 楊輝三角

2021-02-19 數學教學研究

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先舉個多項式相乘的例子。比如:

我們發現,被乘式與乘式都是按照x的降冪順序寫出來的,但被乘式中缺少了x的一次項。要把它展開,我們當然可以用被乘式的每一項去乘以乘式的每一項,然後再合併同類項。但有一種豎式的運算方式很方便:我們把被乘式與乘式寫成兩行,讓兩者的x最高次項左對齊。但要注意,缺少的項,在豎式中一定要留出空位。上面的多項式相乘就可以用豎式來寫,並進行運算,如下:

對二元齊次多項式,可類似地按其中某個元的降冪順序排列(另一元自然按升冪順序)。舉例如下:

的豎式運算為:

因為留出了空位,所以,我們對被乘式、乘式乃至積的各項字母的寫法是完全清楚的。所以,以上的豎式運算可以不必寫出各項的字母而只寫出各項的係數即可,所以上面這個兩個二元齊次多項式相乘的豎式運算就可以簡化為:

這就是所謂的分離係數法。從最後一行的這些係數出發,第一個數2代表2乘以x的4次方,第二個數-5代表-5乘以x的3次方再乘以y的1次方,. ,結果如下:

下面來看一下(a+b)^n,它就是n個(a+b)相乘,自然也是多項式乘積。我們用分離係數法。(手機橫過來看)

上圖中,每兩條橫線之間的兩行數是完全一樣的,只是錯了一位。這點很重要。為什麼要錯位,就是因為是在兩行中第一行的基礎上乘以了一個(a+b)。於是就依次得到了(a+b)的二次方、三次方、n次方的展開式。上圖中,去掉紅字、橫線和加號,剩下的內容就是楊輝三角。於是,除兩側的1以外,中間的每個數都是其正上方和左上方這兩個數的和。上面這個楊輝三角形是直角三角形,而我們通常所見為等腰三角形或正三角形。但其實結構是一樣的。

我們在說楊輝三角形時,總是說它的一個數是它肩上兩個數的和,於是就可以寫出全部數字,其實,用這種豎式方式加上分離係數法,寫出楊輝三角形更加方便快捷!

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