二項展開式(DSE M1)

對正整數 n,(a + b)ⁿ = Σ C(n, r) aⁿ⁻ʳ bʳ(r = 0 至 n)。M1 主要用它求某項的係數,並常與級數 eˣ = 1 + x + x²/2! + … 相乘。

用 AI 逐步解二項展開式題目
藍色為 y = (1 + x)⁵,紅色為展開至 xᵏ 項的部分和。每多取一項,紅色曲線便更貼近,到 k = 5 時兩者完全重合。 自己試試 →

二項展開式公式

展開式(a + b)ⁿ = C(n, 0)aⁿ + C(n, 1)aⁿ⁻¹b + … + C(n, n)bⁿ
特殊情況(1 + x)ⁿ = 1 + nx + [n(n − 1)/2]x² + …
指數級數ekx = 1 + kx + (kx)²/2! + (kx)³/3! + …
求和記號Σ(axr + byr) = aΣxr + bΣyr

二項展開式例題詳解

例題 1:求某項的係數

求 (1 + 2x)⁵ 的展開式中 x² 的係數。

  1. x² 項是 C(5, 2)(2x)²
  2. = 10 × 4x² = 40x²

答案: 40

例題 2:二項展開式乘以指數級數

把 e⁻²ˣ(1 + x)⁵ 按 x 的升冪展開至 x² 項。

  1. e⁻²ˣ = 1 − 2x + 2x² − …
  2. (1 + x)⁵ = 1 + 5x + 10x² + …
  3. 常數項:1;x 項:5 − 2 = 3;x² 項:10 − 10 + 2 = 2

答案: 1 + 3x + 2x² + …

💡 應試陷阱與秘訣 (DSE 奪星陷阱)

⚠️ 所有得出 x² 的乘積都要計算兩個級數相乘時,x² 項來自三個乘積:常數 × x²、x × x,以及 x² × 常數。漏掉其中一個是常見的錯誤。
⚠️ (2x) 要整體平方(2x)² = 4x²,而不是 2x²。取冪時係數也要包括在括號之內。

✏️ 自我測試:互動練習

溫習方法:點擊以下任何題目,即時在坐標網格載入並核對計算步驟。

(展開)把 (2 − x)⁴ 按 x 的升冪展開。
(配合指數級數)求 e^(3x)(1 − x)⁴ 的展開式中 x² 的係數。
(係數)求 (1 + x/2)⁸ 的展開式中 x³ 的係數。

常見問題

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