Kombinatorika, pravděpodobnost, statistika

Obsah oddílu


Binomická věta a její užití

Stručný přehled teorie

teorie

Metodika

Vzhledem k tomu, že probírání binomické věty je ve středoškolské matematice zařazeno zpravidla dříve než probírání komplexních čísel, musí učitel binomický rozvoj nadefinovat zatím pouze pro množinu čísel reálných. Rozšíření na množinu komplexních čísel přijde na řadu až při maturitním opakování v semináři z matematiky v maturitním ročníku.

Téma binomické věty je po stránce rozsahu i po stránce obsahu relativně nenáročné. Lze je využít např. k zopakování výpočtů s mocninami a odmocninami.

Úloha 6.3.1

Vypočítejte:

  1. $(1+\sqrt{2})^5$,
  2. $(a\sqrt[3]{a}-2)^3$;

reseni1

Úloha 6.3.2

Určete, pro jaké x je pátý člen rozvoje $(\frac{1}{2x}-\frac{1}{2})$ roven 105.

Nejčastější chybou, které se studenti dopouštějí při výpočtu této úlohy, je nesprávný zápis pátého členu binomického rozvoje. Správné řešení:

reseni2

Úloha 6.3.3

Pomocí binomické věty vypočítejte $0,98^{10}$ na 6 desetinných míst.

reseni3

Úloha 6.3.4

Zjistěte, který člen binomického rozvoje výrazu $(\frac{2}{\sqrt{x}}-\sqrt{x})^7$ je součinem koeficientu a neznámé $\sqrt{x}$.

reseni4

Úloha 6.3.5

Užitím binomické věty a věty Moivreovy odvoďte vzorce pro $3x$, $cos3x$.

reseni5

Základní poznatky:

Úloha 6.3.6

Vypočítejte:

  1. $(2x-\frac{y}{3})^4$
  2. $(\sqrt{2}+i\sqrt{3})^5$

Pozn.: Pro komplexní jednotku i platí $i^2=-1$

  1. $16x^4-\frac{32}{3}x^3y+\frac{8}{3}x^2y^2- \frac{8}{27}xy^3 + \frac{y^4}{81}$
  2. $-11\sqrt{2}-31\sqrt{3}i$

Úloha 6.3.7

Vypočítejte sedmý člen binomického rozvoje $(2x^2-\frac{1}{x})^9$.

672

Typové příklady standardní náročnosti:

Úloha 6.3.8

Určete, pro jaké x je sedmý člen binomického rozvoje $(x^2-\frac{1}{x^3})^{10}$ roven $\frac{105}{512}$

$\pm 2$

Úloha 6.3.9

Užitím binomické věty a věty Moivreovy odvoďte vzorce pro $sin 2x$, $cos 2x$.

Úloha 6.3.10

Určete součet $\binom{n}{0}+\binom{n}{1}+\binom{n}{2}+\dots +\binom{n}{n-1}+\binom{n}{n}$.

Realisticky.cz – 9.1.19, $2^n$

Úloha 6.3.11

Vypočítejte takový člen binomického rozvoje, který neobsahuje $a$:

  1. $(3\sqrt{a}-a^{-2})^{10}$,
  2. $(\sqrt[4]{a^{3}}+\frac{1}{a\sqrt{a}})^8$;

  1. $A_3 = 295245$;
  2. člen bez $a$ neexistuje;

Úloha 6.3.12

Státní maturita 2015 Matematika+

Jaký je absolutní člen binomického rozvoje výrazu $(\frac{1}{\sqrt{x}}+x^2)^{15}$?

Poznámka: Absolutní člen neobsahuje proměnnou x.

  1. $\frac{15!}{10!\cdot 5!}$
  2. $\frac{15!}{12!\cdot 3!}$
  3. $\frac{15!}{8!\cdot 7!}$
  4. $\frac{15!}{6!\cdot 9!}$
  5. žádný z uvedených

$\frac{15!}{12!\cdot 3!}$