高中数学——组合恒等式证明方法

2019年04月26日 浏览:

二项式系数可以组成许多有趣的组合恒等式,这些等式可以通过简捷的组合分析得到证明。

一、公式法

例1、求证:

证明:由,…,,整理即

小结:运用基本组合数公式进行转换,如:等是处理组合恒等式的常用方法,同时,在上述恒等式中,取n=1,2,…可以推出一系列新等式,如(1)由,得1+2+…+,(2)由等,可见本题的结论具有示范作用。

二、二项式定理法

例2、求证:

证明:因为,令,故

小结:对二项式定理自身作乘法、赋值和求积等运算获得一些恒等式,根据二项展开式的特性,赋予x以不同的值,常能使问题迎刃而解。

三、倒序求和法

例3、求证:

证明:令,故

广-公途学网软优元西科件慧技司343d99a1限有东根升

小结:恒等式可逆用二项式定理获求。

四、组合分析法

例4、求证:

证明:构造等式左边的等价数学模型:m名男生n名女生,从中取n人参加数学竞赛可分为n+1类,男生0人、1人、…、n人,女生对应分别为n、n-1人、…,0人,共有选法为种,又由组合数定义知所求选法为种,命题成立。

小结:对等式两端所代表的组合含义进行分析,说明等式两端恰好是对同一组合模型进行计数,或是对已经建立一一对应关系的两个组合模型进行计数即得。

五、比较系数法

例5、求证:

证明:由于,其中含有项的系数为。而,其中含有项的系数为,同时,故

点评:由多项式恒等对应项系数相等获求。在本题中,对m,n,k取特殊关系有(1)时,;(2)时,等。

六、递推公式法

例6、求证:

证明:设右边,则由恒等式,故,整理即,而,故有

小结:本题由递推关系及初始条件进行证明,其中数列的递推思想得到了体现。

七、求导法

例7、求证:

证明:对两边的x求导得

限途上学广件司343d99a1方有升优技网元西科公ba0f-f48d7817软慧东根

,上式两边乘以x后再求导得

,取

,即证。

小结:导数是一个重要的数学工具,寻找原模型进行求导自然流畅。

八、概率法

例8、求证:

证明:设一个袋子中有n个白球和n个黑球,从中任取n个,求P(A)=P(至少有一个白球),一方面,不取白球的概率为,有P(A);另一方面,取到k个白球的概率为,故有P(A)=,同乘移项即证。

小结:概率法的关键是将组合模型建立在概率的背景之下。