赋值解题
所谓赋值解题,是指在要证或求解的式子赋上某些特殊的值,以使解题过程简化。
我们先来看一个在计算组合数时常遇到的例子。
n
例1(1)求∑Ck 的值;
k =0
n
(2)计算∑(−1) k Ck 的值。
k =0
n
解 (1)由二项公式(1+x) n = ∑Ck xk
k= 0
n
用x=1代入上式,可有∑Ck = (1 + 1) n = 2 n 。
k =0
(2)同样用 x=-1 代入上式可有:
n
∑(−1) k Ck = (1 − 1) n = 0
k=0
这里,是在等式(*)中,通过赋值计算一些式子的和。直接计算它们是困难的。下面的例子也许更为精彩,它可以说是赋值解题的典型。
例 2 求 f(x)=(8x6-6x5+5x4-4x3+3x2-2x-3)1982 的展开式中所有项系数和。
乍一看,这题几乎无法算,但仔细一想你又不难得到(仿照例 1 的方法) 下面的解法:
m
解 若设 f(x)的展开式为 f(x)=∑ak Ck x k ,
k= 0
(m=1982×6)
显然当 x=1 时,式右为 f(1)展开式中诸项系统和,即 f(x)=
n
∑a1, k=0
而 f(1)=(8-6+5-4+3-2-3)1982 11982=1。
故 f(x)展开式诸系数和为 1。
赋值解题若和其他方法联用,有时效果更佳。请看:
例 3 求 f(x)=cos2x+cos2(x+60°)+cos2(x+120°)的值。
解 先求 f(x)的导数得: f′(x)=(过程略)
故 f(x)是常数,再令 x=0。代入 f(x)有: f(0)=1+1/4+1/4=3/2,f(x)=3/2 。 故 f(x)= 3/2
例 4 试求在自然数集上的函数 f(x),使 f(m+n)=f(m)+f(n)
+mn,且 f(1)=1。
解 令 n=1,则有正 f(m+1)=f(m)+1+m,再依次令 m=1,2,⋯, n-1,则有:
f(2)=f(1)+2,f(3)=f(2)+3,⋯, f(n)=f(n-1)+n,
将上列诸式两边相加有(注意左、右两边相消): f(n) =f(1)+2+⋯+n
=1+2+⋯+n=n(n+1)/2。类似地我们不难解下列问题:
n
- 求∑7 k Ck 。[提示:考虑(7+1) n ]
k= 0
1 16
- 分别求
2x −
y 展开式中有理系数与无理系数之和。
[答:有理系数和为 1/28,无理系数和为 0]