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帕斯卡三角展开高次(关于帕斯卡三角的那些有趣事)

帕斯卡三角展开高次(关于帕斯卡三角的那些有趣事)第五对角线(1、5、15、35、70、126,...)包含五角形数字。第四个对角线(1、4、10、20、35、56 ...)是四面体数。这些类似于三角形编号,但是这次形成了3-D三角形(四面体)。这些数字是通过每次相加连续的三角形数字形成的,即1、1 3 = 4、4 6 = 10、10 10 = 20、20 15 = 35等。第二个对角线是顺序为(1、2、3、4、5,...)的自然数。同样,通过遵循三角形的构造模式,很容易看出为什么会发生这种情况。第三个对角线是它变得非常有趣的地方。我们有数字1、3、6、10、15、21,...。这些被称为三角形数字,因为这些计数器的数字可以排列成等边三角形而被称为。三角形数是通过每次加一个比前一次加的多来形成的。因此,例如,我们从一个开始,然后添加两个,然后添加三个,然后添加四个,依此类推。

帕斯卡三角展开高次(关于帕斯卡三角的那些有趣事)(1)

什么是帕斯卡的三角形?

帕斯卡的三角形是一个数字三角形,尽管很容易构造,但具有许多有趣的模式和有用的特性。

尽管我们以法国数学家布莱斯·帕斯卡尔(Blaise Pascal(1623–1662))对其进行研究和发表的名字来命名,但帕斯卡三角形是众所周知的,它是在12世纪由波斯人研究的,在13世纪和16世纪几个世纪是中国人研究的欧洲数学家。

三角形的构造非常简单。从顶部的1开始。低于此数字的每个数字是通过将其对角线上方的两个数字相加(将边缘的空白视为零)而形成的。因此,第二行是0 1 = 1和1 0 = 1 ; 第三行是0 1 = 1、1 1 = 2、1 0 = 1,依此类推。

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帕斯卡三角形中的隐藏数字模式

如果我们看一下帕斯卡三角形的对角线,我们会看到一些有趣的图案。外部对角线完全由1组成。如果我们认为每个结束号在其上方始终都带有1和空格,则很容易理解为什么会发生这种情况。

第二个对角线是顺序为(1、2、3、4、5,...)的自然数。同样,通过遵循三角形的构造模式,很容易看出为什么会发生这种情况。

第三个对角线是它变得非常有趣的地方。我们有数字1、3、6、10、15、21,...。这些被称为三角形数字,因为这些计数器的数字可以排列成等边三角形而被称为。

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三角形数是通过每次加一个比前一次加的多来形成的。因此,例如,我们从一个开始,然后添加两个,然后添加三个,然后添加四个,依此类推。

第四个对角线(1、4、10、20、35、56 ...)是四面体数。这些类似于三角形编号,但是这次形成了3-D三角形(四面体)。这些数字是通过每次相加连续的三角形数字形成的,即1、1 3 = 4、4 6 = 10、10 10 = 20、20 15 = 35等。

第五对角线(1、5、15、35、70、126,...)包含五角形数字。

二项式展开

当处理二项式展开式时,Pascal的Triangle也非常有用。

考虑将(x y)提升为连续的整数幂。

(x y)1 = x y

(x y)2 = x2 2xy y2

(x y)3 = x3 3x2y 3xy2 y3

(x y)4 = x4 4x3y 6x2y2 4xy3 y4等

每个项的系数与Pascal三角形的行匹配。通过与三角形的第n行进行比较,我们可以利用这一事实快速扩展(x y)n,例如,对于(x y)7,系数必须与三角形的第7行相匹配(1、7、21、35, 35,21,7,1)。

斐波那契数列

看看下面的Pascal三角形图。它是通常的三角形,但在其中添加了平行的斜线,每条斜线都切了几个数字。让我们将每一行的数字相加:

  • 第一行:1
  • 第二行:1
  • 第三行:1 1 = 2
  • 第4行:1 2 = 3
  • 第5行:1 3 1 = 5
  • 第6行:1 4 3 = 8等

通过将每行上的数字加在一起,我们得到以下序列:1、1、2、3、5、8、13、21等,也称为斐波那契数列(通过将前两个数字加到获取序列中的下一个数字)。

帕斯卡三角形的斐波那契

帕斯卡三角展开高次(关于帕斯卡三角的那些有趣事)(4)

行中的图案

在帕斯卡三角形的行中还可以看到一些有趣的事实。

  • 如果将一行中的所有数字相加,则将得到前一行之和的两倍,例如1、1 1 = 2、1 2 1 = 4、1 3 3 1 = 8等。这是直到连续的每个数字都涉及其下两个数字的创建。
  • 如果行数是质数(在对行进行计数时,我们说前1个是零行,一对1是第1行,依此类推),那么该行中的所有数字(除1之外的所有数字)结束)是p的倍数。可以在上图的第二,第三,第五和第七行中看到。
帕斯卡三角形的分形

如果您对所有奇数进行着色,那么Pascal三角形的一项令人惊奇的特性将变得显而易见。这样做可以揭示出著名的分形,即谢尔宾斯基三角形。使用的Pascal三角形的行越多,分形的迭代次数就越多。

帕斯卡尔三角形中的Sierpinski三角形

帕斯卡三角展开高次(关于帕斯卡三角的那些有趣事)(5)

您可以在上面的图像中看到,帕斯卡三角形的前16行上的奇数着色显示了构造Sierpinski三角形的第三步。

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