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BINÔMIO DE NEWTON
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Sobre uma mesa há 2 bandejas e em cada uma há um cartão com a letra
X e outro com a letra A. Um menino deve escolher uma letra de cada
bandeja.
X A X A
X X
X A
A X
A A
X2
XA
AX
A2
X2
+ 2XA + A2
3 TERMOS
(X + A)2
Quadrado da soma
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Sobre uma mesa há 3 bandejas e em cada uma há um cartão com a letra
X e outro com a letra A. Um menino deve escolher uma letra de cada
bandeja.
X A X A X A
X X X
X A A
X X A
X A X
A A X
A X X
A X A
X3
XA2
X2
A
X2
A
XA2
X2
A
XA2
A3
X3
+ 3X2
A + 3XA2
+ A3
4 TERMOS
(X + A)3
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Pelos produtos notáveis, sabemos que (a+b)² = a² + 2ab + b².
Se quisermos calcular (a + b)³, podemos escrever:
(a + b)3
= a3
+ 3a2
b + 3ab2
+ b3
Se quisermos calcular (a + b)4
, podemos adotar o mesmo procedimento:
(a + b)4
= (a + b)3
.(a+b) = (a3
+ 3a2
b + 3ab2
+ b3
).(a+b)=
a4
+ 4a3
b + 6a2
b2
+ 4ab3
+ b4
De modo análogo, podemos calcular as quintas e sextas potências e, de
modo geral, obter o desenvolvimento da potência (a+b)n
a partir da anterior, ou
seja, de (a+b) n - 1
.
Porém quando o valor de n é grande, este processo gradativo de cálculo é
muito trabalhoso.
Existe um método para desenvolver a enésima potência de um binômio,
conhecido como binômio de Newton (Isaac Newton, matemático e físico
inglês, 1642 - 1727). Para esse método é necessário saber o que são
coeficientes binomiais, algumas de suas propriedades e o triângulo de Pascal.
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A disposição ordenada dos
números binomiais, como na tabela
ao lado, recebe o nome de Triângulo
de Pascal
Substituindo cada número
binomial pelo seu respectivo
valor, temos:
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Como vimos, a potência da forma , em que a, , é
chamada binômio de Newton. Além disso:
•quando n = 0 temos
•quando n = 1 temos
•quando n = 2 temos
•quando n = 3 temos
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De modo geral, quando o expoente é n, podemos escrever a
fórmula do desenvolvimento do binômio de Newton:
Note que os expoentes de x vão diminuindo de unidade em unidade, variando de n
até 0,
Os expoentes de a vão aumentando de unidade em unidade, variando de 0 até n.
O desenvolvimento de (x + a)n
possui n + 1 termos.
Exemplo: (2x – 3y)10
tem 11 termos
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No desenvolvimento do binômio (x – a) n
, os sinais de cada termo do
desenvolvimento são alternados, isto é, os termos de ordem par (2o
, 4o
,
6o
…) são negativos, e os de ordem ímpar (1o
, 3o
, 5o
…) são positivos.
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Caso seja pedido a soma dos coeficientes numérico do desenvolvimento de
um binômio, não é necessário fazer todo o desenvolvimento pelo binômio de
newton, basta saber a seguinte dica:
-troque qualquer letra do binômio por 1
- calcule o valor que ficará dentro dos parênteses, e pronto, basta elevá-lo à
n.
Obtemos a expressão:
1.16x4
.1 + 4.8x3
.1 + 6.4x2
.1 + 4.2x . 1 + 1.1.1
16x4
+ 32x3
+ 24x2
+ 8x + 1
No desenvolvimento acima, a soma dos coeficientes é 81 (16 + 32 + 24 + 8 + 1),
agora utilizando a dica dada:
(2x+1)4
(2.1 + 1)4
= 34
= 81
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Não é necessário desenvolver todos os termos de um binômio para
encontrarmos um termo em particular.
A formação de cada termo obedece a uma lei.
T 1 = C n,0 . a0
. x n-0
T 2 = C n,1 . a1
. x n-1
T 3 = C n,2 . a2
. x n-2
T 4 = C n,3 . a3
. x n-3
T p+1 = C n,p . ap
. x n-p
T n + 1 = C n,n . an
. x n-n
Em cada termo de (x + a) n
, o
coeficiente é Cn,p, o expoente de a é p
e o expoente de x é n-p
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Determine o 7.° termo do binômio (2x + 1)9
Vamos aplicar a fórmula do termo geral
de (x + a)n
, onde x = 2x , a = 1 e n = 9. Como
queremos o sétimo termo, fazemos p = 6, na fórmula
do termo geral, e efetuamos os cálculos indicados.
Temos então:
T6+1 = T7 = C9,6 . (2x)9–6
. (1)6
=
9! /[(9–6)! . 6!] .(2x)3
. 1 =
9.8.7.6! / 3.2.1.6! . 8x3
=
84.8x3
=
672x3
.
Portanto o sétimo termo procurado é 672x3
.
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Calcule o coeficiente do termo em x9
no desenvolvimento de (x2
– 2x)6
.
Tp+1 = C6,p . (x2
)6–p
. (-2x)p
=
C6,p .x12-2p
. (-2x) p
=
C6,p .x12-2p
. (-2) p
.x p
=
Agrupando as potências de x, temos:
Tp+1 = C 6,p. x 12-2p+p
. (-2)p
Tp+1= C 6,p . x 12-p
. (-2)p
Para que o expoente de x seja igual a 9, devemos ter 12 – p =9, ou seja, p =3
P = 3  T3+1= C6,3. x 12 -3
. (-2)3
T4= 20. x9
.(-8) T4 = -160x9
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Determine o sexto termo do desenvolvimento de (x + 2)6
.
T5+1 = C 6,5 . x6-5
. 25
T6 = 6 . x. 32
T6 = 192x
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Qual o termo médio do desenvolvimento de (2x + 3y)8
?
Temos a = 2x , b = 3y e n = 8. Sabemos que o desenvolvimento do
binômio terá 9 termos, porque n = 8.
Ora sendo T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 os termos do desenvolvimento do
binômio, o termo do meio (termo médio) será o T5 (quinto termo). Logo, o
nosso problema resume-se ao cálculo do T5 .
Para isto, basta fazer p = 4 na fórmula do termo geral e efetuar os cálculos
decorrentes. Teremos:
T4+1 = T5 = C8,4 . (2x)8-4
. (3y)4
= 8! / [(8-4)! . 4!] . (2x)4
. (3y)4
= 8.7.6.5.4! /
(4! . 4.3.2.1) . 16x4
.81y4
Fazendo as contas vem:
T5 = 70.16.81.x4
. y4
= 90720x4
y4
, que é o termo médio procurado.

Binômio de newton

  • 1.
    Professora Michele Boulanger1 BINÔMIO DE NEWTON
  • 2.
    Professora Michele Boulanger2 Sobre uma mesa há 2 bandejas e em cada uma há um cartão com a letra X e outro com a letra A. Um menino deve escolher uma letra de cada bandeja. X A X A X X X A A X A A X2 XA AX A2 X2 + 2XA + A2 3 TERMOS (X + A)2 Quadrado da soma
  • 3.
    Professora Michele Boulanger3 Sobre uma mesa há 3 bandejas e em cada uma há um cartão com a letra X e outro com a letra A. Um menino deve escolher uma letra de cada bandeja. X A X A X A X X X X A A X X A X A X A A X A X X A X A X3 XA2 X2 A X2 A XA2 X2 A XA2 A3 X3 + 3X2 A + 3XA2 + A3 4 TERMOS (X + A)3
  • 4.
    Professora Michele Boulanger4 Pelos produtos notáveis, sabemos que (a+b)² = a² + 2ab + b². Se quisermos calcular (a + b)³, podemos escrever: (a + b)3 = a3 + 3a2 b + 3ab2 + b3 Se quisermos calcular (a + b)4 , podemos adotar o mesmo procedimento: (a + b)4 = (a + b)3 .(a+b) = (a3 + 3a2 b + 3ab2 + b3 ).(a+b)= a4 + 4a3 b + 6a2 b2 + 4ab3 + b4 De modo análogo, podemos calcular as quintas e sextas potências e, de modo geral, obter o desenvolvimento da potência (a+b)n a partir da anterior, ou seja, de (a+b) n - 1 . Porém quando o valor de n é grande, este processo gradativo de cálculo é muito trabalhoso. Existe um método para desenvolver a enésima potência de um binômio, conhecido como binômio de Newton (Isaac Newton, matemático e físico inglês, 1642 - 1727). Para esse método é necessário saber o que são coeficientes binomiais, algumas de suas propriedades e o triângulo de Pascal.
  • 5.
    Professora Michele Boulanger5 A disposição ordenada dos números binomiais, como na tabela ao lado, recebe o nome de Triângulo de Pascal Substituindo cada número binomial pelo seu respectivo valor, temos:
  • 6.
    Professora Michele Boulanger6 Como vimos, a potência da forma , em que a, , é chamada binômio de Newton. Além disso: •quando n = 0 temos •quando n = 1 temos •quando n = 2 temos •quando n = 3 temos
  • 7.
  • 8.
  • 9.
  • 10.
  • 11.
  • 12.
  • 13.
  • 14.
    Professora Michele Boulanger14 De modo geral, quando o expoente é n, podemos escrever a fórmula do desenvolvimento do binômio de Newton: Note que os expoentes de x vão diminuindo de unidade em unidade, variando de n até 0, Os expoentes de a vão aumentando de unidade em unidade, variando de 0 até n. O desenvolvimento de (x + a)n possui n + 1 termos. Exemplo: (2x – 3y)10 tem 11 termos
  • 15.
    Professora Michele Boulanger15 No desenvolvimento do binômio (x – a) n , os sinais de cada termo do desenvolvimento são alternados, isto é, os termos de ordem par (2o , 4o , 6o …) são negativos, e os de ordem ímpar (1o , 3o , 5o …) são positivos.
  • 16.
    Professora Michele Boulanger16 Caso seja pedido a soma dos coeficientes numérico do desenvolvimento de um binômio, não é necessário fazer todo o desenvolvimento pelo binômio de newton, basta saber a seguinte dica: -troque qualquer letra do binômio por 1 - calcule o valor que ficará dentro dos parênteses, e pronto, basta elevá-lo à n. Obtemos a expressão: 1.16x4 .1 + 4.8x3 .1 + 6.4x2 .1 + 4.2x . 1 + 1.1.1 16x4 + 32x3 + 24x2 + 8x + 1 No desenvolvimento acima, a soma dos coeficientes é 81 (16 + 32 + 24 + 8 + 1), agora utilizando a dica dada: (2x+1)4 (2.1 + 1)4 = 34 = 81
  • 17.
    Professora Michele Boulanger17 Não é necessário desenvolver todos os termos de um binômio para encontrarmos um termo em particular. A formação de cada termo obedece a uma lei. T 1 = C n,0 . a0 . x n-0 T 2 = C n,1 . a1 . x n-1 T 3 = C n,2 . a2 . x n-2 T 4 = C n,3 . a3 . x n-3 T p+1 = C n,p . ap . x n-p T n + 1 = C n,n . an . x n-n Em cada termo de (x + a) n , o coeficiente é Cn,p, o expoente de a é p e o expoente de x é n-p
  • 18.
  • 19.
    Professora Michele Boulanger19 Determine o 7.° termo do binômio (2x + 1)9 Vamos aplicar a fórmula do termo geral de (x + a)n , onde x = 2x , a = 1 e n = 9. Como queremos o sétimo termo, fazemos p = 6, na fórmula do termo geral, e efetuamos os cálculos indicados. Temos então: T6+1 = T7 = C9,6 . (2x)9–6 . (1)6 = 9! /[(9–6)! . 6!] .(2x)3 . 1 = 9.8.7.6! / 3.2.1.6! . 8x3 = 84.8x3 = 672x3 . Portanto o sétimo termo procurado é 672x3 .
  • 20.
    Professora Michele Boulanger20 Calcule o coeficiente do termo em x9 no desenvolvimento de (x2 – 2x)6 . Tp+1 = C6,p . (x2 )6–p . (-2x)p = C6,p .x12-2p . (-2x) p = C6,p .x12-2p . (-2) p .x p = Agrupando as potências de x, temos: Tp+1 = C 6,p. x 12-2p+p . (-2)p Tp+1= C 6,p . x 12-p . (-2)p Para que o expoente de x seja igual a 9, devemos ter 12 – p =9, ou seja, p =3 P = 3  T3+1= C6,3. x 12 -3 . (-2)3 T4= 20. x9 .(-8) T4 = -160x9
  • 21.
    Professora Michele Boulanger21 Determine o sexto termo do desenvolvimento de (x + 2)6 . T5+1 = C 6,5 . x6-5 . 25 T6 = 6 . x. 32 T6 = 192x
  • 22.
    Professora Michele Boulanger22 Qual o termo médio do desenvolvimento de (2x + 3y)8 ? Temos a = 2x , b = 3y e n = 8. Sabemos que o desenvolvimento do binômio terá 9 termos, porque n = 8. Ora sendo T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 os termos do desenvolvimento do binômio, o termo do meio (termo médio) será o T5 (quinto termo). Logo, o nosso problema resume-se ao cálculo do T5 . Para isto, basta fazer p = 4 na fórmula do termo geral e efetuar os cálculos decorrentes. Teremos: T4+1 = T5 = C8,4 . (2x)8-4 . (3y)4 = 8! / [(8-4)! . 4!] . (2x)4 . (3y)4 = 8.7.6.5.4! / (4! . 4.3.2.1) . 16x4 .81y4 Fazendo as contas vem: T5 = 70.16.81.x4 . y4 = 90720x4 y4 , que é o termo médio procurado.