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2.4.4多项式定理
当n为整数时,二项式定理给出了
的展开式,本节我们将其推广到求任意t个实数的和的n次方
的展开式。
在给出下面的多项式定理之前,我们先来看一个例子,将
的各项展开并整理,可以得到
(2.4.12)
在(2.4.12)式右端的和式中,每项都是
的形式,这里,
都是非负整数,且
。其中
的系数为:
。
定理2.4.3:设n为正整数,则:
其中:
称为多项式系数;而其中的求和号是对所有满足
的非负整数序列
求和。
证明先将
写成n个
因子的乘积:
现在我们将其展开,直到没有括号为止。因为每个因子中我们都可取
中的任一个,所以展开式共有
项,且每项都可以写成
的形式。要得到这一项,我们应该在n个因子中的
个里面取
,有
种取法;在剩下的
个因子中的
个里面取
,有
种取法;……;最后,在
个因子里面取
,有
种取法。由乘法原则知,
前的系数为:
例1展开
,则
的系数为:
例2展开
,则
的系数为:
下面就多项式系数所满足的性质作一些说明:
(1)在多项式定理中,其右端的求和号中所包含的项数就是方程:
的非负整数解的数目,即为
项。
例如,多项式
的展开式(2.4.12)中恰有
项。
(2)在多项式:
的第一个因子中选
,第二个因子中选
,……,第n个因子中选
,则多项式的展开项
对应着多重集合
的一个n排列,并且这个对应显然是一一的,所以多项式的展开式中各项系数之和
恰为A的n排列数。
在多项式定理中,令
,则有:
它反映的正是
个不同的元素的多重集合
的n排列数为
。
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