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杨辉三角形有什么规律

发布日期:2025-04-12

杨辉三角形,又称贾宪三角形、帕斯卡三角形,是二项式系数在三角形中的一种几何排列。它具有以下多种规律:

每行数字左右对称:由 1 开始逐渐变大,然后变小,回到 1。例如第 5 行是“1 4 6 4 1”,从左到右和从右到左看数字是一样的。

第n行的数字个数为n个:第 1 行有 1 个数字,第 2 行有 2 个数字,第 3 行有 3 个数字,依此类推,第 n 行就有 n 个数字。

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。比如第 6 行的“5”,等于第 5 行中它上方相邻的“1”和“4”相加;“10”等于第 5 行中它上方相邻的“4”和“6”相加 。数学表达式为对于杨辉三角中的第 nn 行第 kk 个数 C(n,k)C(n,k)nn 从 0 开始计数,kk 从 0 到 nn),有 C(n,k)=C(n1,k1)+C(n1,k)C(n,k)=C(n - 1,k - 1)+C(n - 1,k) ,这其实就是组合数的递推公式。

第n行数字和为 2n12^{n - 1}:第 1 行数字和是 1=201 = 2^{0};第 2 行数字和是 1+1=211 + 1 = 2^{1};第 3 行数字和是 1+2+1=221 + 2 + 1 = 2^{2};以此类推,第 nn 行数字和为 2n12^{n - 1}。这与二项式定理 (a+b)n=k=0nCnkankbk(a + b)^n=\sum_{k = 0}^{n}C_{n}^{k}a^{n - k}b^{k}a=b=1a = b = 1 时的结果相呼应,即 (1+1)n=2n(1 + 1)^n = 2^n,而杨辉三角第 nn 行数字就是 (a+b)n1(a + b)^{n - 1} 展开式的系数。

斜线上数字的和有规律:从左上角开始的斜线上,1、1、2、3、5、8、… ,这些数字构成斐波那契数列,即从第三项起,每一项都等于前两项之和。

二项式展开式的系数:杨辉三角的第 nn 行数字恰好是二项式 (a+b)n1(a + b)^{n - 1} 展开式按 aa 的降幂、bb 的升幂排列的各项系数。例如 (a+b)2=a2+2ab+b2(a + b)^2 = a^2 + 2ab + b^2,系数 1、2、1 正是杨辉三角第 3 行的数字;(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3(a + b)^3 = a^3 + 3a^2b + 3ab^2 + b^3,系数 1、3、3、1 是杨辉三角第 4 行的数字。

行数为质数的行除两端的 1 以外:其余所有数都能被行数整除。例如第 7 行(7 是质数)的数字为 1、6、15、20、15、6、1,其中 6、15、20 都能被 7 整除。

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