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二项式各项系数的绝对值之和怎么求

2025-10-04 08:14:10

问题描述:

二项式各项系数的绝对值之和怎么求,这个问题折磨我三天了,求帮忙!

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2025-10-04 08:14:10

二项式各项系数的绝对值之和怎么求】在数学中,二项式展开是一个重要的知识点,尤其在组合数学和代数中应用广泛。当我们讨论“二项式各项系数的绝对值之和”时,通常指的是将一个二项式(如 $(a + b)^n$)展开后,所有项的系数的绝对值相加的结果。

为了更清晰地理解这一概念,我们可以通过具体的例子来分析,并总结出一种通用的方法。

一、基本概念

对于一般的二项式 $(a + b)^n$,其展开形式为:

$$

(a + b)^n = \sum_{k=0}^{n} \binom{n}{k} a^{n-k} b^k

$$

其中 $\binom{n}{k}$ 是二项式系数。

如果我们只关心各项的系数(不考虑 $a$ 和 $b$ 的幂次),那么每一项的系数是 $\binom{n}{k}$。而“各项系数的绝对值之和”就是对这些系数取绝对值后求和。

由于二项式系数本身都是非负整数,所以它们的绝对值等于其本身。因此,“各项系数的绝对值之和”其实就是“各项系数之和”。

二、计算方法

方法一:直接求和

直接对所有二项式系数进行求和:

$$

\sum_{k=0}^{n} \binom{n}{k}

$$

根据二项式定理,我们知道:

$$

\sum_{k=0}^{n} \binom{n}{k} = 2^n

$$

所以,二项式各项系数的绝对值之和等于 $2^n$。

方法二:代入特殊值法

令 $a = 1$,$b = 1$,则原式变为:

$$

(1 + 1)^n = 2^n

$$

这与上述结果一致。

三、示例验证

n 二项式展开式 各项系数 系数绝对值之和
0 $1$ $1$ $1$
1 $a + b$ $1, 1$ $2$
2 $a^2 + 2ab + b^2$ $1, 2, 1$ $4$
3 $a^3 + 3a^2b + 3ab^2 + b^3$ $1, 3, 3, 1$ $8$
4 $a^4 + 4a^3b + 6a^2b^2 + 4ab^3 + b^4$ $1, 4, 6, 4, 1$ $16$

从表格可以看出,无论 $n$ 是多少,各项系数的绝对值之和始终等于 $2^n$。

四、结论

通过以上分析我们可以得出以下结论:

- 二项式 $(a + b)^n$ 展开后,各项系数的绝对值之和等于 $2^n$。

- 这是因为所有二项式系数均为非负数,其绝对值即为其本身。

- 可以通过代入 $a = 1$、$b = 1$ 来快速计算该值。

五、总结表

问题描述 解答
二项式各项系数的绝对值之和是什么? 所有二项式系数的绝对值相加的和
如何计算? 直接求和或代入 $a=1$, $b=1$
公式表达 $\sum_{k=0}^{n} \binom{n}{k} = 2^n$
示例(n=3) 系数为 $1, 3, 3, 1$,和为 $8$

通过上述分析,我们可以清楚地理解“二项式各项系数的绝对值之和”的计算方法,并能快速应用于实际问题中。

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