Binomski izrek

Binomski izrek

Avtor: E-um (vsebinsko), Skupina NAUK (tehnično)

Obrazca za potenci in že poznamo. Kako pa bi čim elegantneje izračunali npr. ali ? V tem poglavju bomo spoznali pravilo, s katerim si bomo pomagali pri izračunu poljubne potence .


Najprej bomo ponovili, kaj je to binomski simbol in kako ga izračunamo. Nato bomo spoznali nekaj lastnosti binomskega simbola, ki nam bodo poenostavile računanje. Nazadnje pa bomo spoznali pravilo, s katerim bomo lahko izračunali poljubno potenco vsakega binoma (dvočlenika).

Binomski simbol

 

Binomski simbol (beremo " nad ") označuje število kombinacij brez ponavljanja na množici z elementi reda . Torej nam pove, na koliko različnih načinov lahko izberemo različnih elementov iz množice z različnimi elementi. Ali drugače: binomski simbol nam pove, koliko podmnožic z elementi vsebuje množica z elementi.

Lastnosti

Zdaj pa poglejmo nekaj zanimivih lastnosti binomskega simbola, ki nam bodo olajšale računanje.


Prva lastnost

1. lastnost

Izračunaj , , in .


Potrebuješ pomoč?


Kaj opaziš

 


Prva lastnost nam pove, da ima poljubna množica natanko eno prazno podmnožico.

Upoštevaj, da je , in izračunaj.




Lastnosti

Druga lastnost

Izračunaj , , in .Kaj opaziš?


Kaj opaziš

 


Druga lastnost nam pove, da ima vsaka množica z elementi natanko eno podmnožico, ki vsebuje elementov. Ali drugače: izmed elementov lahko izberemo vse na natanko en način.

Upoštevaj, da je , in izračunaj.




Lastnosti

Tretja lastnost

Izračunaj , , in .Kaj opaziš?


Kaj opaziš

 


Tretja lastnost nam pove, da ima vsaka množica z elementi natanko podmnožic s po enim elementom. Ali drugače: izmed elementov lahko izberemo enega na različnih načinov.




Lastnosti

Četrta lastnost

Primerjaj vrednosti naslednjih parov binomskih simbolov.

1. in

2. in

3. in

4. in

5. in




Ugotovitev

Pravilno

Napačno

Še enkrat poskusi.

Rešitve

1.

Torej je

2.

Torej je


3.

Torej je


4.

Torej je


5.

Torej je

 


Četrta lastnost nam pove, da ima vsaka množica z elementi enako število podmnožic z elementi kot podmnožic z elementi. Ali drugače: izmed elementov imamo za izbiro elementov enako razlicnih možnosti kot za izbiro elementov. Npr. med dvajsetimi knjigami imamo za izbiro sedemnajstih knjig enako število različnih možnosti kot za izbiro treh knjig (saj so z izbiro vsake sedemnajsterice natanko določene tri knjige, ki ostanejo).

Lastnosti

Peta lastnost

Primerjaj vrednosti naslednjih izrazov.

1. in

2. in

3. in


Ugotovitev

Pravilno

Napačno

Še enkrat poskusi.

Rešitve

1.

Torej je


2.

Torej je


3.

Torej je

 


Zakaj je to res?









Torej je

Test

Z uporabo lastnosti binomskih simbolov (brez računanja!) ugotovi, ali so naslednje enakosti pravilne ali napačne.

1.

2.

3.

4.

5.


Preveri

Pravilno

Napačno

Pravilno si rešil od 5 vprašanj.

Napačno

Rešitve:
1. Napačno


2. Pravilno


3. Napačno


4. Pravilno


5. Napačno

Pascalov trikotnik

 
Shemo, sestavljeno iz vrednosti binomskih simbolov, imenujemo Pascalov trikotnik.



Preveri Binomski izrek


Odgovori na vprašanja na naslednji strani in nato dopolni Pascalov trikotnik.

Pravilno

Napačno

Poskusi ponovno.

Razišči Pascalov trikotnik

Kje v Pascalovem trikotniku se vidi prva lastnost binomskih simbolov:


Preveri

Pravilno

Napačno

Poskusi ponovno.

Razišči Pascalov trikotnik

Kje v Pascalovem trikotniku se vidi druga lastnost binomskih simbolov:


Preveri

Pravilno

Napačno

Poskusi ponovno.

Razišči Pascalov trikotnik

Kje v Pascalovem trikotniku se vidi tretja lastnost binomskih simbolov:


Preveri

Pravilno

Napačno

Poskusi ponovno.

Razišči Pascalov trikotnik

Kje v Pascalovem trikotniku se vidi četrta lastnost binomskih simbolov:


Preveri

Pravilno

Napačno

Poskusi ponovno.

Razišči Pascalov trikotnik

Kje v Pascalovem trikotniku se vidi peta lastnost binomskih simbolov:


Preveri

Pravilno

Napačno

Poskusi ponovno.

Pascalov trikotnik

Ugotovili smo:


 
Prvi in zadnji koeficient vsake vrstice Pascalovega trikotnika je enak 1. Vse druge koeficiente pa dobimo kot vsoto obeh koeficientov nad tistim, ki ga računamo.


Če še nisi dopolnil Pascalovega trikotnika, je zdaj pravi trenutek, da se vrneš k tisti nalogi in ga dopolniš.


Dopolni Pascalov trikotnik

Binomski izrek

Binomski izrek je pravilo, po katerem lahko izračunamo poljubno potenco binoma.


Razišči povezavo med potenco binoma in ustreznimi binomskimi simboli.


in , ,


Povezava

in , , ,


Povezava

in , , , ,


Povezava

in , , , , ,


Povezava


, ,
Torej je


, , ,
Torej je


, , , ,
Torej je


, , , , ,
Torej je

Binomski izrek

Razmisli

Na osnovi prejšnjih ugotovitev skušaj odgovoriti še na naslednja vprašanja.


Koliko členov nastopa v razvoju potence binoma , , in ? Iz dobljenih odgovorov sklepaj, koliko členov nastopa v razvoju potence binoma .


Potrebuješ pomoč?


Kolikšna je vsota eksponentov pri in v vsakem členu razvoja potence binoma , , in ? Iz dobljenih odgovorov sklepaj, kolikšna je vsota eksponentov pri in v vsakem členu razvoja potence binoma .


Potrebuješ pomoč?

Koeficient pred -tim členom razvoja potence binoma je enak .

Koeficient pred -tim členom razvoja potence binoma je enak .

Koeficient pred -tim členom razvoja potence binoma je enak .

Koeficient pred -tim členom razvoja potence binoma je enak .

Koeficient pred -tim členom razvoja potence binoma je enak .

Koeficient pred tretjim členom razvoja potence binoma je enak .

Koeficient pred tretjim členom razvoja potence binoma je enak .

Koeficient pred tretjim členom razvoja potence binoma je enak .

Koeficient pred tretjim členom razvoja potence binoma je enak .

Koeficient pred tretjim členom razvoja potence binoma je enak .

Binomski izrek

Iz zgornjih ugotovitev dobimo:


 
Binomski izrek


Zakaj je to res?


Binomskemu simbolu rečemo tudi binomski koeficient, saj kot koeficient, torej faktor pri potencah, nastopa v binomskem izreku.

Zaradi lažjega razumevanja najprej poglejmo primer .



Za vsak člen v razvoju potence našega binoma moramo iz vsakega od TREH faktorjev izbrati ali ali . Za to, da iz NOBENEGA od treh faktorjev ne izberemo -ja (torej iz vseh treh faktorjev izberemo ), imamo možnosti. Za to, da natanko iz ENEGA od treh faktorjev izberemo (iz preostalih dveh pa ), imamo možnosti. Za to, da natanko iz DVEH od treh faktorjev izberemo (iz preostalega pa ), imamo možnosti. Za to, da iz vseh TREH faktorjev izberemo (-ja pa ne izberemo), imamo možnosti.

Torej je .

V zgornjem produktu je sicer enako , vendar smo namerno zapisali kar , ker smo s tem želeli poudariti, da smo iz prvega oklepaja izbrali , iz drugega in iz tretjega spet .


Denimo, da imamo izraz . Kolikšen je koeficient pri členu ? Množimo binomov in iz vsakega od njih moramo izbrati bodisi bodisi . Potence pri in nam sporočajo, da moramo -krat izbrati in -krat . Na koliko načinov lahko to storimo? Na koliko načinov lahko izmed oklepajev izberemo tistih , pri katerih bomo izbrali , pri vseh ostalih pa ? Na različnih načinov.


Kolikšen je torej koeficient pri členu v izrazu ? Na koliko načinov lahko izmed oklepajev izberemo tistih , pri katerih bomo izbrali , pri vseh ostalih pa ? Na različnih načinov.


Torej je .

Preizkusi se

1. Razmisli, kako bi z uporabo binomskega izreka razvil potence binoma.



Rešitev


Rešitev


Rešitev


 
Binomski izrek








Preizkusi se

2. Razmisli, kako bi z uporabo Pascalovega trikotnika razvil potence binoma.



Rešitev


Rešitev


Rešitev

Pascalov trrikotnik

Koeficienti so: , , , , , , , , .


Koeficienti so: , , , , , , , .



Koeficienti so: , , , , , , .

Rešimo skupaj

1. Zapiši osmi člen v razvoju potence binoma .


Izpišimo podatke: , (za osmi člen vzamemo , saj začnemo šteti pri ), , .

Izračunajmo osmi člen: .

Rešimo skupaj

2. Izpiši člen razvoja potence binoma , ki vsebuje .


Izpišimo podatke: , , .

Da bomo lahko zapisali iskani člen, moramo določiti tako, da bo izraz vseboval .

Poenostavimo naš izraz: .

Da bomo dobili , moramo rešiti enačbo , od koder dobimo .

Torej je iskani člen .

Rešimo skupaj

3. Izpiši člen razvoja potence binoma ki vsebuje .


Izpišimo podatke: , , .

Da bomo lahko zapisali iskani člen, moramo določiti tako, da bo izraz vseboval .

Poenostavimo naš izraz: .

Da bomo dobili , moramo rešiti enačbo od koder dobimo .

Torej je iskani člen .

Kviz

Peti člen razvoja potence binoma je:

Tretji člen razvoja potence binoma je:

Kateri člen razvoja potence binoma vsebuje ?

Kateri člen razvoja potence binoma vsebuje ?

Kateri člen razvoja potence binoma ne vsebuje nobenega ?


Preveri

Pravilno

Pravilno si odgovoril na vsa vprašanja.

Napačno

Pravilno si rešil od 5 vprašanj.

Premisli

Koliko elementov vsebuje potenčna množica množice z elementi?


* / ^ + -


Preveri

Pravilno

Napačno

Še enkrat poskusi.

Rešitev

Potenčna množica vsebuje praznih množic (izmed elementov ne izberemo nobenega), množic s po enim elementom (izmed elementov izberemo enega), množic s po dvema elementoma (izmed elementov izberemo dva), ... in množic s po elementi (izmed elementov izberemo vse ). Torej vsebuje +++ +=(1+1)^n=2^n elementov.

Dodatne naloge

1. naloga

a) V razvoju katere potence binoma se pojavi člen

b) Kateri koeficient se pojavi pred členom v razvoju potence binoma ?

c) Zapiši peti člen potence binoma .


Preveri

Pravilno

Pravilno si odgovoril na vsa vprašanja.

Napačno

Pravilno si rešil od 3 vprašanj.

Rešitve

a)


b)


c)

Dodatne naloge

2. naloga

a) Zapiši dvanajsti člen potence binoma . (Binomskega koeficienta ni treba preračunati.)

b) Izpiši tisti člen razvoja potence binoma , ki ne vsebuje nobenega .

c) Izpiši tisti člen razvoja potence binoma , ki vsebuje .


Preveri

Pravilno

Pravilno si odgovoril na vsa vprašanja.

Napačno

Pravilno si rešil od 3 vprašanj.

Rešitve

a)


b)


c)

Dodatne naloge

3. naloga

Dopolni razvoj potence binoma.


a)


Preveri

Pravilno

Napačno

Še enkrat poskusi.

Rešitev

a)

Dodatne naloge

3. naloga

Dopolni razvoj potence binoma.


b)


Preveri

Pravilno

Napačno

Še enkrat poskusi.

Rešitev

b)

Dodatne naloge

3. naloga

Dopolni razvoj potence binoma.


c)


Preveri

Pravilno

Napačno

Še enkrat poskusi.

Rešitev

c)

Dodatne naloge

3. naloga

Dopolni razvoj potence binoma.


d)


Preveri

Pravilno

Napačno

Še enkrat poskusi.

Rešitev

d)

0%
0%