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夜里先来无事。老婆捧着电脑津津有味的过着电视剧的瘾,我独自一人坐在书房里,拿着铅笔在白纸上点着黑点儿,思考人生......无意间,想到了Pascal三角
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121
1331
14641
15101051
1615201561
172135352171
18285670562881
193684126126843691
.................................
这东西看似杂乱,其实构成原理很简单:
1) 两个斜边都是一列1
2) 除了斜边以外的其他数字都是斜上方两个数字的加和
整个三角形由最开始的
1
11
开始,一级一级向下计算,无限展开,无穷无尽。
忽然,又想起二项展开式 (x + y)n 的系数可以表示为Pascal三角。头脑里居然闪出一个念头:二项展开式的系数和这个Pascal三角是赶巧相等还是有内在的联系呢?想来有必要算一算。
再说了,从小到大就一直是听人说:二项展开式的系数对应Pascal三角,但究竟是不是啊?不行,我必须要亲自算一算。
当 n = 0 时,展开式是 1,系数也就是1,这个好无聊啊。
当 n = 1 时,展开式是 x + y,系数是1 1,这个简单。
当 n = 2 时,展开式是 x2 + 2xy + y2,这个公式初中就学过。系数是1 2 1,这个没错。
当 n = 3 时,展开式不能再用口算了,老老实实用 x2 + 2xy + y2 乘上 x + y
得到x3 + 2x2y + xy2 + x2y + 2xy2 + y3, 合并同类项得到 x3 + 3x2y + 3xy2 + y3,系数果然是1 3 3 1,正确。
当 n = 4 时,继续乘上 x + y,妈呀,这次可多了:x4 + 3x3y + 3x2y2 + xy3 + x3y + 3x2y2 + 3xy3 + y4
合并同类项得到 x4 + 4x3y + 6x2y2 + 4xy3 + y4,系数的确是1 4 6 4 1,还正确。
当 n = 5 时,这下更麻烦了吧?等等,我忽然问自己,虽然闲着也是闲着,但我也没有必要非跟自己过不去,继续闷头算下去吧?我有必要回头分析一下。
回头看看计算 n = 3 时的中间式的合并过程:x3 + 2x2y + xy2 + x2y + 2xy2 + y3
x3的系数是1,x2y的系数是2+1,xy2的系数是1+2,y3的系数是1
再看看计算 n = 4 时的中间式的合并过程:x4 + 3x3y + 3x2y2 + xy3 + x3y + 3x2y2 + 3xy3 + y4
x4的系数是1,x3y的系数是3+1,x2y2的系数是3+3,xy3的系数是1+3,y4的系数是1
上帝啊,看到这些系数的累加过程,我顿时醍醐灌顶。这不正是Pascal三角的计算过程吗?
索性,再算算 n = 5 的情况,x4 + 4x3y + 6x2y2 + 4xy3 + y4 乘上 x + y
得到x5 + 4x4y + 6x3y2 + 4x2y3 + xy4 + x4y + 4x3y2 + 6x2y3 + 4xy4 + y5
合并同类项:x5的系数是1,x4y的系数是4+1,x3y2的系数是6+4,x2y3的系数是4+6,xy4的系数是1+4,y5的系数是1
得到:x5 + 5x4y + 10x3y2 + 10x2y3 + 5xy4 + y5,完美!!
坐下来,看到满纸的算式,想到Pascal三角的构成过程和二项展开式的计算过程居然惊人的相似,不由得感叹数学的博大精深和优美,同时又佩服数学家们在探索之路上的创造力和想象力。
我就这样坐着,看着纸上的Pascal三角:横着的各个数列,先是一列1,然后是单位1的等差数列,然后继续纵深的数列不断增加着离散度,优美
啊;再看看每一横行的对称结构,不仅对称而且两头还都是1......忽然有一种似曾相识的感觉,这种结构好像在哪里见过?一定在哪里见过——没错,就是
组合公式
C(n, r)= n! / ( r! * (n-r)! )
随意挑了几个,算了一下,我靠,还真靠谱儿!没想到啊没想到,组合公式居然是Pascal三角的通项公式。问题是:对吗?即便是对的话,为啥啊?怎么证明啊?
证明这个通项公式的正确性还是留着以后慢慢研究吧,已经大半夜了,我还是洗洗睡了吧
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2016年8月26日 上午9:42 沙发
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2016年8月26日 上午9:43 板凳
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2016年8月26日 上午9:43 地板
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2016年8月26日 上午9:44 4楼
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2016年8月26日 上午9:44 5楼
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2016年8月26日 上午9:44 6楼
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2016年8月26日 上午9:50 7楼
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