Свойства треугольника Паскаля
. Числа, равноудаленные от концов треугольника Паскаля, равны.
. Для нахождения -го числа -й строки треугольника Паскаля надо умножить ‑ое на и поделить на .
. Каждое число в треугольнике Паскаля равно сумме двух чисел, находящихся над ним.
. Сумма чисел n-ой строки треугольника Паскаля равна .
Свойство позволяет легко заменить в таблице обозначения конкретными числами, не пользуясь формулой числа сочетаний. Получаем следующую таблицу:
1 1
1 2 1
1 3 3 1
1 4 6 4 1
1 5 10 10 5 1
. . . . . . . . . .
Таблица 2.
Для получения этой таблицы надо на сторонах треугольника записать единицы, а внутренность угла при вершине заполнять, идя сверху вниз суммами стоящих рядом чисел предыдущей строки.
Например, число 10 в пятой строке табл. 2 получено сложением чисел 4 и 6 предыдущей строки.
Бином Ньютона
Приведем формулу для возведения суммы двух чисел в натуральную степень. Прежде всего, заметим, что числа стоящие с строках треугольника Паскаля, встречаются при возведении в степень двучлена :
,
.
Но коэффициенты 1, 2, 1 – это числа, стоящие во второй (напоминаем, что мы ведем счет с 0) строке таблицы 2, т.е. , а 1, 3, 3, 1 – числа, стоящие в третьей строке той же таблицы, т.е. .
Это замечание позволяет предположить, что справедливо следующее утверждение.
Т е о р е м а 5.Длялюбых чисел и натурального числа справедлива формула
= + + + … + + … + . (1)
□ Доказательство формулы (6) проведем индукцией по n, используя свойство сочетаний.
База индукции. При имеем = = + и, следовательно, формула (1) справедлива.
Шаг индукции. Предположим, что формула (6) справедлива при , т.е.
= + + … + + … + . (2)
Чтобы доказать справедливость равенства (1) при , умножим обе части равенства (2) на :
= + + … + + … + .
Раскрывая скобки и приводя подобные в правой части последнего равенства, получаем
= + + … + + … + .
Учитывая очевидные равенства = , = и свойство сочетаний, имеем
= + + … + + … + .
Итак, формула (1) справедливо при + 1.
Вывод. Формула (1) справедлива при любом натуральном .
Формулу (1) называют обычно формулой бинома Ньютона, хотя она была известна задолго до Ньютона уже упоминавшемуся Гиясэддину Каши, а также Паскалю и другим. Заслуга Ньютона состоит в том, что он нашел обобщение формулы (6) на случай нецелых показателей.
Формулу (1), учитывая, что = , в развернутом виде можно переписатьв следующем виде:
= + + + …
…+ + … + + . ( )
С помощью формулы бинома Ньютона можно получить некоторые из доказанных ранее свойств сочетаний, а также вывести иные их свойства, и наоборот, свойства сочетаний позволяют упрощать вычисления коэффициентов в формуле (1). Числа , , …, называются биномиальными коэффициентами. Поскольку эти числа записаны в n‑ой строке треугольника Паскаля, то перефразируя его свойства получаем следующие