HĐ Khởi động
Áp dụng công thức nhị thức Newton, ta có công thức khai triển của biểu thức \({\left( {a + b} \right)^n}\) với \(n > 3\) là
\(\begin{array}{l}{\left( {a + b} \right)^n} = {a^n} + C_n^1{a^{n – 1}}b + C_n^2{a^{n – 2}}{b^2} + … + C_n^{n – 2}{a^2}{b^{n – 2}} + C_n^{n – 1}a{b^{n – 1}} + C_n^n{b^n}\\ = \sum\limits_{k = 0}^n {C_n^k} {a^{n – k}}{b^k}\end{array}\)
HĐ Khám phá
a) Xét công thức khai triển \({\left( {a + b} \right)^2} = {a^3} + 3{a^2}b + 3a{b^2} + {b^3}\)
i) Liệt kê các số hạng của khai triển trên
ii) Liệt kê các hệ số của khai triển trên
iii) Tính giá trị của \(C_3^0,C_3^1,C_3^2,C_3^3\) (có thể sử dụng máy tính) rồi so sánh với các hệ số trên. Có nhận xét gì?
b) Hoàn thành biến đổi sau đây để tìm công thức khai triển của \({\left( {a + b} \right)^4}\)
\({\left( {a + b} \right)^4} = \left( {a + b} \right){\left( {a + b} \right)^3} = ? = ?{a^4} + ?{a^3}b + ?{a^2}{b^2} + ?a{b^3} + ?{b^4}\)
Tính giá trị của \(C_4^0,C_4^1,C_4^2,C_4^3,C_4^4\) để viết lại công thức khai triển trên
c) Từ kết quả của câu a) và b), hãy dự đoán công thức khai triển của \({\left( {a + b} \right)^5}\). Tính toán để kiểm tra dự đoán đó.
a)
i) Các số hạng của khai triển trên là: \({a^3},3{a^2}b,3a{b^2},{b^3}\)
ii) Các hệ số của khai triển trên là: \(1;3;3;1\)
iii) Tính các giá trị \(C_3^0,C_3^1,C_3^2,C_3^3\) ta được
\(C_3^0 = 1,C_3^1 = 3,C_3^2 = 3,C_3^3 = 1\)
Các giá trị của \(C_3^0,C_3^1,C_3^2,C_3^3\) bằng với các hệ số của khai triển đã cho
b)
\(\begin{array}{l}{\left( {a + b} \right)^4} = \left( {a + b} \right){\left( {a + b} \right)^3} = \left( {a + b} \right)\left( {{a^3} + 3{a^2}b + 3a{b^2} + {b^3}} \right)\\ = {a^4} + 4{a^3}b + 6{a^2}{b^2} + 4a{b^3} + {b^4}\end{array}\)
Tính giá trị của \(C_4^0,C_4^1,C_4^2,C_4^3,C_4^4\) ta được
\(C_4^0 = 1,C_4^1 = 4,C_4^2 = 6,C_4^3 = 4,C_4^4 = 1\)
Vậy ta được khai triển là:
\({\left( {a + b} \right)^4} = {a^4} + 4{a^3}b + 6{a^2}{b^2} + 4a{b^3} + {b^4}\)
c)
Dự đoán công thức \({\left( {a + b} \right)^5} = {a^5} + 5{a^4}b + 10{a^3}{b^2} + 10{a^2}{b^3} + 5a{b^4} + {b^5}\)
Tính lại ta có
\(\begin{array}{l}{\left( {a + b} \right)^5} = {\left( {a + b} \right)^2}{\left( {a + b} \right)^3} = \left( {{a^2} + 2ab + {b^2}} \right)\left( {{a^3} + 3{a^2}b + 3a{b^2} + {b^3}} \right)\\ = {a^5} + 5{a^4}b + 10{a^3}{b^2} + 10{a^2}{b^3} + 5a{b^4} + {b^5}\end{array}\)
Vậy công thức dự đoán là chính xác.
Thực hành 1
Khai triển các biểu thức sau
Advertisements (Quảng cáo)
a) \({\left( {x – 2} \right)^4}\)
b) \({\left( {x + 2y} \right)^5}\)
Sử dụng công thức nhị thức Newton
a) \({\left( {x – 2} \right)^4}\)
\(\begin{array}{l} = {x^4} + 4{x^3}.\left( { – 2} \right) + 6{x^2}.{\left( { – 2} \right)^2} + 4x{\left( { – 2} \right)^3} + {\left( { – 2} \right)^4}\\ = {x^4} – 8{x^3} + 24{x^2} – 32x + 16\end{array}\)
b) \({\left( {x + 2y} \right)^5}\)
\(\begin{array}{l} = {x^5} + 5.{x^4}.\left( {2y} \right) + 10.{x^3}.{\left( {2y} \right)^2} + 10.{x^2}.{\left( {2y} \right)^3} + 5.x.{\left( {2y} \right)^4} + 1.{\left( {2y} \right)^5}\\ = {x^5} + 10{x^4}y + 40{x^3}{y^3} + 80{x^2}{y^3} + 80x{y^4} + 32{y^5}\end{array}\)
Thực hành 2
Sử dụng công thức nhị thức Newton, chứng tỏ rằng
a) \(C_4^0 + 2C_4^1 + {2^2}C_4^2 + {2^3}C_4^3 + {2^4}C_4^4 = 81\)
b) \(C_4^0 – 2C_4^1 + {2^2}C_4^2 – {2^3}C_4^3 + {2^4}C_4^4 = 1\)
Sử dụng công thức nhị thức Newton
a)
\(\begin{array}{l}C_4^0 + 2C_4^1 + {2^2}C_4^2 + {2^3}C_4^3 + {2^4}C_4^4\\ = {1^4}.C_4^0 + {1^3}.2C_4^1 + {1^2}{.2^2}C_4^2 + {1.2^3}C_4^3 + {2^4}C_4^4\\ = {\left( {1 + 2} \right)^4} = {3^4}\end{array}\)
\( = 81\) (đpcm)
b)
\(\begin{array}{l}C_4^0 – 2C_4^1 + {2^2}C_4^2 – {2^3}C_4^3 + {2^4}C_4^4\\ = {1^4}.C_4^0 – {1^3}.2C_4^1 + {1^2}{.2^2}C_4^2 – {1.2^3}C_4^3 + {2^4}C_4^4\\ = {\left( {1 – 2} \right)^4} = {\left( { – 1} \right)^4}\end{array}\)
\( = 1\) (đpcm)
Vận dụng
Trên quầy còn 4 vé xổ số khác nhau. Một khách hàng có bao nhiêu lựa chọn mua một số vé trong các số vé đó? Tính cả trường hợp mua không vé, tức là không mua vé nào.
Sử dụng công thức nhị thức Newton
Mỗi lựa chọn mua vé của khách hàng đó là một tổ hợp chập k của 4 \(\left( {0 \le k \le 4} \right)\). Do đó, tổng số lựa chọn mua vé của khách hàng là
\(\begin{array}{l}C_4^0 + C_4^1 + C_4^2 + C_4^3 + C_4^4\\ = C_4^0{.1^4} + C_4^1{.1^3}.1 + C_4^2{.1^2}{.1^2} + C_4^3{.1.1^3} + C_4^4{.1^4}\\ = {\left( {1 + 1} \right)^4} = {2^4}\\ = 16\end{array}\)
Vậy có tất cả 16 lựa chọn mua một số vé trong số các vé xổ số đó.