牛顿二项式定理谁知道

作者&投稿:将鹏 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~ 对于牛顿非凡的发现,我们在此只能略窥一斑.我们首先介绍牛顿的第一大数学发现——二项式定理.虽然按照欧几里得或阿基米德的概念来说,这不是一条“定理”,因为牛顿没有提供完整的证明.但是,他的见识和直觉足以使他发明出这一恰当而准确的公式,并且,我们将看到,他是如何以一种最奇妙的方式应用这一公式的.
二项式定理论述了(a+b)n的展开式.人们只要有初步的代数知识和足够的毅力,便可以得到如下公式,
(a+b)2=a2+2ab+b2
(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3
(a+b)4=a4+4a3b+6a2b2+4ab3+b4
等等.对于(a+b)12,人们显然希望不必经由(a+b)十几次自乘的冗长计算,就能够发现其展开式中a7b5的系数.早在牛顿出生之前很久,人们便已提出并解决了二项式的展开式问题.中国数学家杨辉早在13世纪就发现了二项式的秘密,但他的著作直到近代才为欧洲人所知.维埃特在其《分析术引论》前言的命题XI中也同样论证了二项式问题.但这一伟大发现通常是以布莱兹·帕斯卡的名字命名的.帕斯卡注意到,二项式的系数可以很容易地从我们现在称为“帕斯卡三角”的排列中得到:
1
1 1
1 2 1
1 3 3 1
1 4 6 4 1
1 5 10 10 5 1
1 6 15 20 15 6 1
1 7 21 35 35 21 7 1
等等
在这个三角形中,每一个新增数字都等于其上左右两个数字之和.因此,根据帕斯卡三角,下一行的数值为
1 8 28 56 70 56 28 8 1
例如,表值56就等于其上左右两个数字21+35之和.
帕斯卡三角与(a+b)8展开式之间的联系是非常直接的,因为三角形的最后一行数值为我们提供了必要的系数,即
(a+b)8=a8+8a7b+28a6b2+56a5b3
+70a4b4+56a3b5+28a2b6+8ab7+b8
我们只要将三角形的数值再向下延伸几行,就可以得到(a+b)12展开式中a7b5的系数为792.所以,帕斯卡三角的实用性是非常明显的.
年轻的牛顿经过对二项展开式的研究,发明了一个能够直接导出二项式系数的公式,而不必再繁琐地延伸三角形到所需要的那行了.并且,他对模式的持续性的固有信念使他认为,能够正确推导出诸如(a+b)2或(a+b)3
这种形式的二项式.
关于分数指数和负数指数问题,在此还需多说一句.我们知道,在初等
这些关系.
以下所列牛顿的二项展开式公式是他在1676年写给其同时代伟人戈特弗里德·威廉·莱布尼兹的一封信中阐明的(此信经由皇家学会的亨利·奥尔登伯格转交).牛顿写道:
项式的“指数是整数还是(比如说)分数,是正数还是负数”的问题.公式中的A、B、C等表示展开式中该字母所在项的前一项.
对于那些见过现代形式的二项展开式的读者来说,牛顿的公式可能显得过于复杂和陌生.但只要仔细研究一下,就可以解决读者的任何疑问.我们首先来看,

也许,这种形式看起来就比较熟悉了.
我们不妨应用牛顿的公式来解一些具体例题.例如,在展开(1+x)3时,
这恰恰就是帕斯卡三角的非列系数.并且,由于我们的原指数是正整数3,所以,展开式到第四项结束.
但是,当指数是负数时,又有一个完全不同的情况摆在牛顿面前.例如,展开(1+x)-3,根据牛顿公式,我们得到
或简化为
方程右边永远没有终止.应用负指数定义,这一方程就成为
或其等价方程
牛顿将上式交叉相乘并消去同类项,证实
(1+3x+3x2+x3)(1+3x+6x2-10x3+15x4-……)=1
牛顿用等式右边的无穷级数自乘,也就是求这无穷级数的平方,以检验这一貌似奇特的公式,其结果如下:
所以
这就证实了
与牛顿原推导结果相同.
牛顿写道;“用这一定理进行开方运算非常简便.”例如,假设我们求
现在,将等式右边的平方根代入前面标有()符号的二项展开式中的前6项,当然,此处要用29替换原公式中的x,因而,我
了前6个常数项.如果我们取二项展开式中更多的项,我们就会得到更加精确的近似值.并且,我们还可以用同样的方法求出三次根、四次根,等等,
续演算.
别奇怪的.而真正令人吃惊的是,牛顿的二项式定理精确地告诉我们应该采用哪些分数,而这些分数则是以一种完全机械的方式得出的,无须任何特殊的见解与机巧.这显然是一个求任何次方根的有效而巧妙的方法.
二项式定理是我们即将讨论的伟大定理的两个必要前提之一.另一个前提是牛顿的逆流数,也就是我们今天所说的积分.但是,对逆流数的详尽说明属于微积分问题,超出了本书的范围.然而,我们可以用牛顿的话来阐述其重要定理,并举一两个例子来加以说明.
牛顿在1669年中撰著的《运用无穷多项方程的分析学》一书中提出了逆流数问题,但这部论著直到1711年才发表.这是牛顿第一次提出逆流数问题,他将他的这部论文交给几个数学同事传阅.比如,我们知道,艾萨克·巴罗就曾看到过这部论文,他在1669年7月20日给他一个熟人的信里写道:“……我的一个朋友……在这些问题上很有天分,他曾带给我几篇论文.”巴罗或《分析学》一书的任何其他读者遇到的第一个法则如下.
设任意曲线AD的底边为AB,其垂直纵边为BD,设AB=x,
BD=y,并设a、b、c等为已知量,m和n为整数.则:
到x点之内的图形的面积.根据牛顿法则,这一图形的面积为
按照牛顿公式,面积为12x2,对这一结果,可以很容易地用三角形面积公式
牛顿又进一步说明了《分析学》一书的法则2,“如果y值是由几项之和组成的,那么,其面积也同样等于每一项面积之和.”例如,他写道,曲
那么,牛顿所采用的两个工具就是:二项式定理和求一定曲线下面积的流数法.他运用这两个工具,可以得心应手地解决许多复杂的数学与物理问题,而我们将要看到的是牛顿如何应用这两个工具,使一个古老的问题获得了全新的生命:计算π的近似值.我们在第四章的后记中,追溯了这一著名数字的某些历史,确认了某些学者,如阿基米德、韦达和卢道尔夫·冯瑟伦在计算更精确的π近似值方面所作出的贡献.1670年左右,这个问题引起了艾萨克·牛顿的注意.他运用他奇妙的新方法,对这一古老问题进行研究,并取得了辉煌的成就.


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《牛顿传》读后感
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关于科学家的资料
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关于牛顿的小故事 一定要简短150字左右
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二项式的展开式是什么?
二项式展开公式:(a+b)^n=a^n+C(n,1)a^(n-1)b+C(n,2)a^(n-2)b^2+...+C(n,n-1)ab^(n-1)+b^n,二项式定理也叫做牛顿二项式定理,是牛顿在十七世纪六十年代提出的,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...

阿坝藏族羌族自治州19844713187: 牛顿二次项公式内容是什么? -
牟行欣坦:[答案] 应该叫牛顿二项式定理,见 它实际上就是一个收敛的无穷级数.学了高等数学或许就明白了.

阿坝藏族羌族自治州19844713187: 牛顿二项式定理是什么,怎么证明啊 -
牟行欣坦: 二项式定理,又称牛顿二项式定理,由艾萨克·牛顿于1664、1665年间提出. 即(a+b)^n=a^n+C(n 1)a^(n-1)b+...+b^n 1/√(1-a

阿坝藏族羌族自治州19844713187: 是谁公布二项式定理的发现?
牟行欣坦: 公元1676年,英国I.牛顿公布二项式定理的发现.牛顿指出, 指数为正整数的二项展开式,当指数为分数或负数时同样适用,继而把二项 式定理推广到分指数和负指数的情形.这是对正整数幂的二项展开式的一 次极大扩充,为无穷级数的研究开辟了广阔的道路.

阿坝藏族羌族自治州19844713187: 什么是牛顿二项公式? -
牟行欣坦: 二项式定理,又称为牛顿二项式定理.它是由艾萨克·牛顿(Newton,Isaac,1642-1727)于1665年发现的. (a+b)^n=Cn^0*an+Cn^1*an-1b1+…+Cn^r*an-rbr+…+Cn^n*bn(n∈N*) 这个公式叫做二项式定理,右边的多项式叫做(a+b)n的二次展开式,其中的系数Cnr(r=0,1,……n)叫做二次项系数,式中的Cnran-rbr.叫做二项展开式的通项,用Tr+1表示,即通项为展开式的第r+1项:Tr+1=Cnraa-rbr

阿坝藏族羌族自治州19844713187: 什么是二项定理 -
牟行欣坦:[答案] 二项式定理,又称为牛顿二项式定理.它是由艾萨克·牛顿(Newton,Isaac,1642-1727)于1665年发现的. (a+b)^n=Cn^0*an+Cn^1*an-1b1+…+Cn^r*an-rbr+…+Cn^n*bn(n∈N*) 这个公式叫做二项式定理,右边的多项式叫做(a+b)n的二次展开...

阿坝藏族羌族自治州19844713187: (x - 1)^(n+1)=?这个有固定公式吧 10开n次方当n趋向正无穷时极限是多少? -
牟行欣坦:[答案] 二项式定理,又称为牛顿二项式定理.它是由艾萨克·牛顿(Newton,Isaac,1642-1727)于1665年发现的.(a+b)^n=Cn^0*an+Cn^1*an-1b1+…+Cn^r*an-rbr+…+Cn^n*bn(n∈N*) 这个公式叫做二项式定理,右边的多项式叫做(a+b)n的...

阿坝藏族羌族自治州19844713187: 请问牛顿二项式是什么东西?希望有同学能回答下. -
牟行欣坦:[答案] 牛顿二项式是指牛顿发现的二项式展开公式 二项式应该知道吧,如果是整数幂的话,二项式的系数是杨晖三角形中的系数,这是很早就发现的…… 牛顿把上面那个幂推广到了有理数甚至更一般地无理数,把这个作为分析学的一个成就并研究物理问...

阿坝藏族羌族自治州19844713187: 二项式定理中的有理项怎么求
牟行欣坦: 二项式定理中的有理项:n=k+1.二项式定理(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...

阿坝藏族羌族自治州19844713187: 二次项定理展开式公式
牟行欣坦: 二次项定理展开式公式:(a+b)1=a+b.二项式定理(英语:binomialtheorem),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...

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牟行欣坦: 二项式定理 binomial theorem二项式定理,又称牛顿二项式定理,由艾萨克·牛顿于1664、1665年间提出.此定理指出:其中,二项式系数指...等号右边的多项式叫做二项展开式.二项展开式的通项公式为:...其i项系数可表示为:...,即n取i的...

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