コンテンツにスキップ

二項定理

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』
二項展開から転送)
二項係数を並べるとパスカルの三角形が構成される。各要素はその上にある2つの要素の和に等しい。

: binomial theorem (binomial expansion) 

 (x + y)n n (n
k)xnkyk (0  k n)[ 1] (n
k) 

 (n
k) 2







 (n
k) 


 k

[]


4 2[1][2]6[1][2]

 n k (c. 200 B.C.)  Chandaśāstra [3]:23010[3] n!/(nk)!k! 6[4]122 Lilavati [4]

11[5][5][2]13[6][2]11[3]:142

1544[7] "binomial coefficient"(1 + a)n  (1 + a)n1 [8]Traité du triangle arithmétique (1653) [8]

[9][8]

[]


x + y n

(1)

となる。この展開した式の係数 (n
k
)
を二項係数と呼び、正整数となる。この等式はしばしば二項公式ドイツ語版あるいは二項(恒)等式とも呼ばれる。

x0 = y0 :=1[注 1]と定義すれば、全ての項を総和記号 Σ で一律に表示できる:

(2)


x, y




[10]




(1) 

(2)  (n
k)xnkyk  xnkyk  (n
k)  Z-

x  y xy= yx

 {1, x, x2, } 

[]

[]




n = 0




 n

 n








[11]

[]


n (x + y) [12]


 (x + y)  x y n

 xnkyk (k = 0, 1, , n) (n  k) xk y (n
k) xnkyk  nCk
n個の積を一度に展開し切る方法により、次のことも分かる:
等式
において n個の Y を区別して Y1, Y2, …, Yn と考えた場合、展開式は基本対称式 σk を用いて
と書ける。

一般化[編集]

ニュートンの一般化された二項定理[編集]

1665年ごろアイザック・ニュートンは従来の二項定理を一般化して非整数冪に対する公式(ニュートンの一般二項定理)を得た[13]。この一般化において、有限和は級数になる。また、二項係数 (n
k
)
の上の添字 n は自然数とは限らないから、二項係数を階乗を用いて表すこともできない。一般化された二項係数を任意の数 r に対して

(1)

で定義する。右辺の (•)kポッホハマー記号で、ここでは下方階乗を表す。このとき実数 x, y|x| > |y| を満たすとき[注 2]、任意の複素数 r に対して

(2)


r k > r (2)  (1)  r+ 1r  (2)  x, y



r = s 


 s= 1 
式 (2) は x, y が複素数の場合にも一般化することができる。この場合、|x| > |y|[注 2]に加えて、x を中心とする半径 |x| の開円板上で定義されたlog正則な枝を用いて x + y および x の冪を定義しなければならない。
式 (2) は x, yバナッハ環の元であるときも、xy = yx かつ x が可逆で ‖ y/x ‖ < 1 である限り成り立つ。

多項定理[編集]





 k1, , km n n (n
k1, , km) 


 (n
k1, , km) n- k1, , km

[]









[]

[]





 cos(nx)  sin(nx) 

n = 2 







n = 3 











[]


 e


調 e


 n調 k


 n     e



[]


 n f(x) = xn (x + h)n 

[]


2 (Leibniz rule) [14]


t  exp((x + y)t) = exp(xt)exp(yt)  t n


 exp(xt)exp(yt) 

脚注・参照[編集]

脚注[編集]



(一)^ abk= 0, n y, xx0 = y0 := 1  1

(二)^ abr |x| = |y| 

参照[編集]

  1. ^ a b Weisstein, Eric W. "Binomial Theorem". mathworld.wolfram.com (英語).
  2. ^ a b c d Coolidge, J. L. (1949). “The Story of the Binomial Theorem”. The American Mathematical Monthly 56 (3): 147-157. https://www.jstor.org/stable/2305028. 
  3. ^ a b c Jean-Claude Martzloff; S.S. Wilson; J. Gernet; J. Dhombres (1987). A history of Chinese mathematics. Springer 
  4. ^ a b Biggs, N. L. (1979). “The roots of combinatorics”. Historia Math. 6 (2): 109-136. doi:10.1016/0315-0860(79)90074-0. 
  5. ^ a b O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F., “Abu Bekr ibn Muhammad ibn al-Husayn Al-Karaji”, MacTutor History of Mathematics archive, University of St Andrews, https://mathshistory.st-andrews.ac.uk/Biographies/Al-Karaji/ .
  6. ^ Landau, James A. (1999年5月8日). “Historia Matematica Mailing List Archive: Re: [HM] Pascal's Triangle” (mailing list email). Archives of Historia Matematica. 2007年4月13日閲覧。[リンク切れ]
  7. ^ シュティーフェル』 - コトバンク
  8. ^ a b c Kline, Morris (1972). History of mathematical thought. Oxford University Press. p. 273 
  9. ^ Bourbaki, N. J. Meldrum訳 (1998-11-18). Elements of the History of Mathematics Paperback. ISBN 978-3540647676 
  10. ^ 二項定理の意味と係数を求める例題・2通りの証明』 - 高校数学の美しい物語
  11. ^ Binôme de Newton : démonstration par récurrence. - YouTube
  12. ^ Binôme de Newton : approche par dénombrement. - YouTube
  13. ^ E.ハイラー、G.ヴァンナー 『解析教程(上)』p.29 シュプリンガー・ジャパン
  14. ^ Seely, Robert T. (1973). Calculus of One and Several Variables. Glenview: Scott, Foresman. ISBN 0-673-07779-9 

参考文献[編集]

関連項目[編集]

外部リンク[編集]