洋葱数学二项式定理推导

二项式定理描述了二项式 $(a+b)^n$ 的展开形式,即:

$$

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

$$

其中,$C(n, k)$ 是二项式系数,表示从 $n$ 个不同元素中选取 $k$ 个元素的组合数,计算公式为:

$$

C(n, k) = \frac{n!}{k!(n-k)!}

$$

二项式定理的推导可以通过多种方法,包括数学归纳法和组合数学的方法。以下是推导的简要概述:

数学归纳法

基础步骤:验证 $n=1$ 时,$(a+b)^1 = a + b$,展开式中只有一项 $C(1, 0) a^1 b^0 = a + b$,成立。

归纳步骤:假设对于某个正整数 $k$,$(a+b)^k$ 的展开式为:

$$

(a+b)^k = \sum_{i=0}^{k} C(k, i) a^{k-i} b^i

$$

证明 $n=k+1$ 时也成立:考虑 $(a+b)^{k+1}$:

$$