مسائل رياضيات

حساب معاملات توسيع $(x+y)^n$ (مسألة رياضيات)

نريد حساب معامل الطرف $x^2y^4$ في توسيع $(x+y)^6$ باستخدام طريقة الثنائيات. يمكننا استخدام الصيغة التالية لحساب المعامل:

C(n,k)=n!k!(nk)!C(n, k) = \frac{n!}{k!(n-k)!}

حيث أن C(n,k)C(n, k) هو عدد الطرق التي يمكننا من خلالها اختيار kk عناصر من بين nn عنصر.

بما أننا نبحث عن معامل x2y4x^2y^4، فإننا بحاجة إلى اختيار xx مرتين من الأساس xx واختيار yy أربع مرات من الأساس yy. لذلك:

C(6,2)=6!2!(62)!C(6, 2) = \frac{6!}{2!(6-2)!}
C(6,4)=6!4!(64)!C(6, 4) = \frac{6!}{4!(6-4)!}

الآن سنحسب كل واحدة على حدة:

C(6,2)=6!2!(62)!=6!2!4!=6×52×1=15C(6, 2) = \frac{6!}{2!(6-2)!} = \frac{6!}{2!4!} = \frac{6 \times 5}{2 \times 1} = 15
C(6,4)=6!4!(64)!=6!4!2!=6×52×1=15C(6, 4) = \frac{6!}{4!(6-4)!} = \frac{6!}{4!2!} = \frac{6 \times 5}{2 \times 1} = 15

الآن سنقوم بضرب الناتجين معًا للحصول على المعامل النهائي للطرف المطلوب:

15×15=22515 \times 15 = 225

إذاً، المعامل الذي نبحث عنه هو 225225، وهو المعامل للطرف x2y4x^2y^4 في توسيع $(x+y)^6$.

المزيد من المعلومات

لحساب المعاملات في توسيع $(x+y)^n$، حيث $n$ هو عدد الأساسين، نستخدم مجموعة من القوانين والتقنيات الجبرية والمعرفية. سنستعرض هنا بعض الخطوات والقوانين التي تستخدم في حل هذا النوع من المسائل.

  1. قوانين الأسس والأساسات:

    • قاعدة الضرب في الأسس: $x^m \times x^n = x^{m+n}$
    • قاعدة القوة في الأساس: $(x^m)^n = x^{mn}$
  2. قانون الجمع والطرح:

    • في حالة توسيع $(x+y)^n$، يمكن تطبيق قانون الجمع والطرح لتوسيع كل طرف.
  3. قانون الكومبيناتوريات:

    • لحساب معاملات الطرف المطلوب في التوسيع، نستخدم قانون الكومبيناتوريات أو الجمع المعرفي للتعبيرات الثنائية.

الآن، دعنا نطبق هذه القوانين على المسألة المطروحة:

نريد حساب معامل الطرف $x^2y^4$ في توسيع $(x+y)^6$.

  1. استخدام قانون الكومبيناتوريات:

    • نستخدم الصيغة التالية لحساب المعامل:
      C(n,k)=n!k!(nk)!C(n, k) = \frac{n!}{k!(n-k)!}
      حيث C(n,k)C(n, k) هو عدد الطرق التي يمكننا من خلالها اختيار kk عناصر من بين nn عنصر.
  2. تطبيق القانون:

    • نريد اختيار $x$ مرتين من الأساس $x$، واختيار $y$ أربع مرات من الأساس $y$، لذا:
      C(6,2)=6!2!(62)!C(6, 2) = \frac{6!}{2!(6-2)!}
      C(6,4)=6!4!(64)!C(6, 4) = \frac{6!}{4!(6-4)!}
  3. الحساب:

    • نقوم بحساب قيم كل من C(6,2)C(6, 2) و C(6,4)C(6, 4)، ثم نضربهما معًا للحصول على المعامل النهائي للطرف المطلوب.

باستخدام هذه القوانين والتقنيات، نستطيع بسهولة حساب المعاملات المطلوبة في توسيعات الأساسين بطريقة فعالة ودقيقة.