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과학

이항정리

이항정리과학
영문명
Binomial theorem
기본 적용 범위
음이 아닌 정수 지수 n
k번째 유형의 항
C(n,k)aⁿ⁻ᵏbᵏ
계수
이항계수
이항정리는 두 항의 합을 음이 아닌 정수만큼 거듭제곱한 식을 이항계수로 전개하는 정리다. (a+b)ⁿ에서 aⁿ⁻ᵏbᵏ의 계수는 C(n,k)다.

각 괄호에서 하나씩 선택하기

(a+b)³은 같은 괄호 세 개의 곱이다. 전개할 때 각 괄호에서 a 또는 b를 하나씩 고른다. b를 k번 고르면 a는 3−k번 고르게 된다. 어느 괄호에서 b를 고르는지에 따라 같은 모양의 항이 여러 번 생긴다.

세제곱의 전개

(a+b)³=a³+3a²b+3ab²+b³이다. 두 문자의 지수 합은 각 항에서 3으로 같다. 하지만 계수는 모두 1이 아니며, 가운데 두 계수 3은 같은 항이 생기는 선택의 수를 반영한다.

뺄셈 형태로 쓰기

(a−b)ⁿ은 (a+(−b))ⁿ으로 보아 전개할 수 있다. 예를 들어 (a−b)³=a³−3a²b+3ab²−b³이다. b의 지수가 홀수인 항은 음수가 되고 짝수인 항은 양수가 된다.

계수의 합

전개식에서 a=b=1을 대입하면 계수들의 합이 2ⁿ이라는 것을 알 수 있다. n=3이면 1+3+3+1=8이다. 이는 n개의 위치마다 두 선택이 있어 전체 선택이 2ⁿ가지라는 셈과도 연결된다.

관련 문서

이항계수 / 계승 / 조합 / 거듭제곱 / 곱셈 / 인수분해