多項式定理

多項式定理

數學定理
二項式定理的展開式富有規律性、美觀性,體現了數學的美學文化,而多項式定理為二項式定理的推廣。用實際生活中的空盒放球來描述的話,則為:把 n 個有區别的小球放入到 k 個有區别的盒子中(盒内無序),使得第一個盒子裡邊裝有 n1 個小球,第二個盒子裡邊裝有 n2 個小球,…,第 t 個盒子裡邊裝有 nt個小球,并且滿足 n1+n2+...+nt=n,則可以很容易的利用多項式定理得到不同方法總的數目。[2]
  • 中文名:多項式定理
  • 外文名:Multinomial theorem 
  • 提出者:德國數學家萊布尼茲 
  • 應用學科:代數,組合數學 
  • 本質:二項式定理的推廣 
  • 應用1:求解多項式展開式中某一項的系數 
  • 應用2: 小球入盒問題 

定理定義

多項式定理是德國數學家萊布尼茲首先發現的,他将此發現寫信告訴了瑞士數學家約翰.貝努利,由貝努利完成了定理的證明。

正整數,則對一切實數 

其中求和是對滿足方程 的一切非負整數 來求 。

多項式定理是對二項式定理的推廣,在多項式定理中令就得到了二項式定理 。

驗證推導

變量的個數 進行歸納:當 時,結論成立;

假設個變量時結論成立,下面證明個變量時結論也成立。

來表示元基本對稱多項式。

來表示元基本對稱多項式。

......

最後一個恒等式告訴我們,任何  的 次或更高次項都可以表示為以對稱多項式為系數的關于的低于次的多項式。因此該公式可以寫成

定理推廣

大數學家歐拉在牛頓發現的二項式定理基礎上不斷進行擴展,得到更為廣泛的多項式定理

首先令換成 則得到:

把上述的級數記為

你會發現任何一個系數N都由它的前一項決定,這個通用公式就是

時,初始項,就得到第二項系數

時,,就得到第三項的系數

類似的第四項系數

這與原級數一緻。

歐拉假設 ,換成 則:

展開按升幂排列得到

把它記做為:

那麼任何一個系數由它的前兩個系數決定的公式就是:

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