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杨辉三角评课稿

时间:2018-11-05 来源: 点击:

核心提示: 今天我们来学习九年级数学上册杨辉三角的认识这一个章节,我们可以从以下方面对课文内容进行讲解!杨辉三角图1、首末两项系数均为1,第二项与倒数第二项系数均是n,第m项与倒数第m

 今天我们来学习九年级数学上册杨辉三角的认识这一个章节,我们可以从以下方面对课文内容进行讲解!

杨辉三角图

1、首末两项系数均为1,第二项与倒数第二项系数均是n,第m项与倒数第m项(即n-m+1项)系数均相等(系数关于中间项系数对称) 每行端点与结尾的数为1. C(n,m)= C(n,n-m)

= C(n-1,m-1)+C(n-1,m)

2、n次方展开式中共有n+1项 第n行共有n项,数字和为2n-1

3、n次方展开式中,笫m项的系数等于n-1次方展开式中第m-1项和第m项系数和 每个数等于它上一行的左右两个数字之和:

第n行中,笫m项的系数等于第n-1行展开式中第m-1项和第m项系数和

C(n,i)= C(n-1,i-1) + C(n-1,i)

第n行的第一列数字是1

第n行的第二列数字是n-1

第n行中,笫3列的系数等于1+2+3+…+(n-1)-1

第n行中,笫m列的系数等于

第n-1,n-2,n-3,….1行的第m-1列的数字之和 C(n,i)

= C(n-1,i-1) + C(n-1,i)

= C(n-1,i-1) + C(n-2,i-1) + C(n-2,i)

=…

= C(n-1,i-1) + C(n-2,i-1) + C(n-2,i)

  +

4、将第2n+1行第1个数,跟第2n+2行第3个数、第2n+3行第5个数……连成一线,这些数的和是第4n+1个斐波那契数;

将第2n行第2个数(n>1),跟第2n-1行第4个数、第2n-2行第6个数……这些数之和是第4n-2个斐波那契数。

5、将各行数字相排列,可得11的n-1(n为行数)次方11 n-1:1=110; 11=111; 121=112……当n>5时会不符合这一条性质,此时应把第n行的最右面的数字"1"放在个位,然后把左面的一个数字的个位对齐到十位... ...,以此类推,把空位用“0”补齐,然后把所有的数加起来,得到的数正好是11的n-1次方。以n=11为例,第十一行的数为:1,10,45,120,210,252,210,120,45,10,1,结果为 25937424601=1110。

6、第n行的m个数可表示为 C(n-1,m-1),即为从n-1个不同元素中取m-1个元素的组合数

7、(a+b)n的展开式中的各项系数依次对应杨辉三角的第(n+1)行中的每一项

1.每个数等于它上方两数之和(第n行的第m个数数等于第n-1行的第m-1和第m个的两数之和。

2.每行数字左右对称,由1开始逐渐变大。

3.第n行的数字有n项。

4.第n行数字和为2n-1。

5.第n行的m个数可表示为 C(n-1,m-1),即为从n-1个不同元素中取m-1个元素的组合数。

6. 第n行的第m个数和第n-m+1个数相等 ,为组合数性质之一。

7. 每个数字等于上一行的左右两个数字之和。可用此性质写出整个杨辉三角。即第n+1行的第i个数等于第n行的第i-1个数和第i个数之和,这也是组合数的性质之一。即 C(n+1,i)=C(n,i)+C(n,i-1)。

8. (a+b)n的展开式中的各项系数依次对应杨辉三角的第(n+1)行中的每一项。

9. 将第2n+1行第1个数,跟第2n+2行第3个数、第2n+3行第5个数……连成一线,这些数的和是第4n+1个斐波那契数;将第2n行第2个数(n>1),跟第2n-1行第4个数、第2n-2行第6个数……这些数之和是第4n-2个斐波那契数。

10. 

杨辉三角应用

性质5和性质7是杨辉三角的基本性质,是研究杨辉三角其他规律的基础。

与杨辉三角联系最紧密的是二项式乘方展开式的系数规律,即二项式定理。例如在杨辉三角中,第3行的三个数恰好对应着两数和的平方的展开式的每一项的系数(性质 8),第4行的四个数恰好依次对应两数和的立方的展开式的每一项的系数,即

,以此类推。

又因为性质5:第n行的m个数可表示为C(n-1,m-1),即为从n-1个不同元素中取m-1个元素的组合数。因此可得出二项式定理的公式为:

因此,二项式定理与杨辉三角形是一对天然的数形趣遇,它把数形结合带进了计算数学。求二项式展开式系数的问题,实际上是一种组合数的计算问题。用系数通项公式来计算,称为“式算”;用杨辉三角形来计算,称作“图算”[3]  。

杨辉三角数在杨辉三角中的出现次数

由1开始,正整数在杨辉三角形出现的次数为∞,1, 2, 2, 2, 3, 2, 2, 2, 4, 2, 2, 2, 2, 4, ... (OEIS:A003016)。最小而又大于1的数在贾宪三角形至少出现n次的数为2, 3, 6, 10, 120, 120, 3003, 3003, ... (OEIS:A062527)

除了1之外,所有正整数都出现有限次,只有2出现刚好一次,6,20,70等出现三次;出现两次和四次的数很多,还未能找到出现刚好五次的数。120,210,1540等出现刚好六次。(OEIS:A098565)

因为丢番图方程

有无穷个解,所以出现至少六次的数有无穷个多。解为

,其中Fn表示第n个斐波那契数(F1=F2=1)。

3003是第一个出现八次的数。

这也是多项式(a+b) n 打开括号后的各个项的n次项系数的规律 即为 

0  (a+b) 0   (0  nCr 0) 

1  (a+b) 1   (1 nCr 0) (1 nCr 1) 

2  (a+b)2   (2 nCr 0) (2 nCr 1) (2 nCr 2) 

3  (a+b)3   (3 nCr 0) (3 nCr 1) (3 nCr 2) (3 nCr 3) 

. ... ... ... ... ... 

杨辉三角最本质的特征是,它的两条斜边都是由数字1组成的,而其余的数则是等于它肩上的两个数之和。

因此 杨辉三角第x层第y项直接就是 (y nCr x) 

我们也不难得到 第x层的所有项的总和 为 2x (即(a+b) x中a,b都为1的时候) 

[ 上述yx 指 y的 x次方;(a nCr b) 指 组合数] 

 

nCr的数学意义是从n个元素中选r个,一共有几种选法.数学公式

y nCr x=y!÷[(y-x)!×x!]

!是阶乘

n!=n×(n-1)×(n-2)×...×3×2×1

从n个不同元素中,任取m(m≤n)个元素并成一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合;从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有组合的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数。

在线性写法中被写作C(n,m)。

组合数的计算公式为

n 元集合 A 中不重复地抽取 m 个元素作成的一个组合实质上是 A 的一个 m 元子集和。如果给集 A 编序

成为一个序集,那么 A 中抽取 m 个元素的一个组合对应于数段

到序集 A 的一个确定的严格保序映射。组合数

的常用符号还有

按一定次序排列的一列数称为数列(sequence of number).数列中的每一个数都叫做这个数列的项.排在第一位的数称为这个数列的第1项(通常也叫做首项),排在第二位的数称为这个数列的第2项……排在第n位的数称为这个数列的第n项.

有时候也表示成:

(在旧版本里,排列数的字母写作P)

组合公式的推导是由排列公式去掉重复的部分而来的,排列公式是建立一个模型,从n个不相同元素中取出m个排成一列(有序),第一个位置可以有n个选择,第二个位置可以有n-1个选择(已经有1个放在前一个位置),则同理可知第三个位置可以有n-2个选择,以此类推第m个位置可以有n-m+1个选择,则排列数为

,而组合公式对应另一个模型,取出m个成为一组(无序),由于m个元素组成的一组可以有m!种不同的排列(全排列

),组合的总数就是

递推公式:

c(m,n)=c(m-1,n-1)+c(m-1,n)

等式左边表示从m个元素中选取n个元素,而等式右边表示这一个过程的另一种实现方法:任意选择m中的某个备选元素为特殊元素,从m中选n个元素可以由此特殊元素的被包含与否分成两类情况,即n个被选择元素包含了特殊元素和n个被选择元素不包含该特殊元素。前者相当于从m-1个元素中选出n-1个元素的组合,即c(m-1,n-1);后者相当于从m-1个元素中选出n个元素的组合,即c(m-1,n)。



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