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杨辉三角形-中国古代数学高峰-古代数学家杨辉三角(x-2/x)

2023-08-22 10:36:17TONY杂谈94

杨辉(约十三世纪中)三角,也叫贾宪(1050左右)三角,在西方一般被称为帕斯卡(Pascal,1623—1662)三角,和我们现在的学习联系最紧密的是二项式展开式的系数规律.在杨辉三角中,第3行的第三个数恰好对应着两数和的平方公式依次下去.

杨辉三角形

杨辉三角最本质的特征是:它的两条斜边都是由数字1组成的,而其余的数则是等于它肩上的两个数之和.

杨辉是宋代著名数学家,他在总结民间乘除捷算法、“垛积术”、纵横图以及数学教育方面,均做出了重大的贡献。他是世界上第一个排出丰富的纵横图和讨论其构成规律的数学家。还曾论证过弧矢公式,时人称为“辉术”。 与秦九韶、李冶、朱世杰并称“宋元数学四大家”。主要著有数学著作5种21卷,即《详解九章算法》12卷(1261年),《日用算法》2卷(1262),《乘除通变本末》3卷(1274),《田亩比类乘除捷法》2卷(1275)和《续古摘奇算法》2卷(1275)(其中《详解》和《日用算法》已非完书)。后三种合称为《杨辉算法》。朝鲜、日本等国均有译本出版,流传世界。

杨辉三角有许多有趣的性质.莱布尼茨(Leibniz,1646--1716),德国数学家、哲学家、自然科学家,他就是类比杨辉三角(他们称为帕斯卡三角,比贾宪、杨辉晚了几百年)发现了上面题中的单位分数三角形,其特点是单位分数是分子为1,分母为正整数的分数.为他建立微积分提供了思路与启发.莱布尼茨在致友人的信中说:这使他发现,“求切线不过是求差,求积不过是求和” .

杨辉三角的性质:

1. 每个数等于它上方两数之和。

2. 每行数字左右对称,由1开始逐渐变大。

3. 第n行的数字有n项。

4. 前n行共[(1+n)n]/2 个数。

5. 第n行的m个数可表示为 C(n-1,m-1),即为从n-1个不同元素中取m-1个元素的组合数。

6. 第n行的第m个数和第n-m+1个数相等 ,为组合数性质之一。

7. 每个数字等于上一行的左右两个数字之和。可用此性质写出整个杨辉三角。即第n+1行的第i个数等于第n行的第i-1个数和第i个数之和,这也是组合数的性质之一。即 C(n+1,i)=C(n,i)+C(n,i-1)。

8. (a+b)n的展开式中的各项系数依次对应杨辉三角的第(n+1)行中的每一项。

9. 将第2n+1行第1个数,跟第2n+2行第3个数、第2n+3行第5个数……连成一线,这些数的和是第4n+1个斐波那契数;将第2n行第2个数(n>1),跟第2n-1行第4个数、第2n-2行第6个数……这些数之和是第4n-2个斐波那契数。

10. 将第n行的数字分别乘以10^(m-1),其中m为该数所在的列,再将各项相加的和为11^(n-1)。11^0=1,11^1=1x10^0+1×10^1=11,11^2=1×10^0+2x10^1+1x10^2=121,11^3=1x10^0+3×10^1+3x10^2+1x10^3=1331,11^4=1x10^0+4x10^1+6x10^2+4x10^3+1x10^4=14641,11^5=1x10^0+5x10^1+10x10^2+10x10^3+5x10^4+1×10^5=161051。

11. 第n行数字的和为2^(n-1)。1=2^(1-1),1+1=2^(2-1),1+2+1=2^(3-1),1+3+3+1=2^(4-1),1+4+6+4+1=2^(5-1),1+5+10+10+5+1=2^(6-1)。

12. 斜线上数字的和等于其向左(从左上方到右下方的斜线)或向右拐弯(从右上方到左下方的斜线),拐角上的数字。1+1=2,1+1+1=3,1+1+1+1=4,1+2=3,1+2+3=6,1+2+3+4=10,1+3=4,1+3+6=10,1+4=5。

13. 将各行数字左对齐,其右上到左下对角线数字的和等于斐波那契数列的数字。1,1,1+1=2,2+1=3,1+3+1=5,3+4+1=8,1+6+5+1=13,4+10+6+1=21,1+10+15+7+1=34,5+20+21+8+1=55。

所以高考中,涉及杨辉三角形的考点是非常重要的,也是命题者特别喜欢出题的题目之一。

有兴趣的同学可以做一做,不会的欢迎留言交流.

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