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BACH1 tecno · Matemáticas
Ecuaciones · Álgebra

Binomio de Newton

Desarrollar $(2x-y)^4$ multiplicando paréntesis a mano es largo y fácil de estropear con los signos. El binomio de Newton da los coeficientes de ese desarrollo sin multiplicar nada: solo contando combinaciones. Es la misma idea que cuenta caminos en un tablero de Galton o genotipos en una población, y aparece cada vez que algo se repite $n$ veces con dos posibilidades.

Factorial y números combinatorios

El factorial de un número natural, $n!$, es el producto de todos los naturales desde $1$ hasta $n$ ($0!=1$ por convenio). El número combinatorio $\binom{n}{k}$ cuenta de cuántas formas se pueden elegir $k$ elementos de un total de $n$, sin importar el orden.

7! = 7·6·5·4·3·2·1 = 5040 C(7,3) = 7! / (3!·4!) = 5040 / (6·24) = 35
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Calcula el valor de la siguiente expresión utilizando las propiedades de los factoriales y los números combinatorios: $\frac{10!}{8! \cdot 2!} + \binom{7}{3}$.

Calcula el valor de la siguiente expresión utilizando las propiedades de los factoriales y los números combinatorios: $\frac{10!}{8! \cdot 2!} + \binom{7}{3}$.

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Simplifica al máximo la siguiente expresión algebraica con factoriales: $\frac{(n+2)!}{n! \cdot (n+1)}$.

Simplifica al máximo la siguiente expresión algebraica con factoriales: $\frac{(n+2)!}{n! \cdot (n+1)}$.

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Halla el valor del número natural $x$ que verifica la siguiente ecuación con números combinatorios: $\binom{x}{2} = 21$.

Halla el valor del número natural $x$ que verifica la siguiente ecuación con números combinatorios: $\binom{x}{2} = 21$.

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El triángulo de Pascal

Los números combinatorios $\binom{n}{0},\binom{n}{1},\dots,\binom{n}{n}$ de una fila $n$ son exactamente los coeficientes del desarrollo de $(a+b)^n$. Colocados en un triángulo, cada número es la suma de los dos que tiene encima: es el triángulo de Pascal (o de Tartaglia).

n=01 n=111 n=2121 n=31331 n=4 14641 n=515101051 n=61615201561 fila n=4: coeficientes de (a+b)⁴
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Utiliza el triángulo de Tartaglia (o de Pascal) para obtener los coeficientes de la sexta fila y desarrolla la expresión $(m + 2n)^6$.

Utiliza el triángulo de Tartaglia (o de Pascal) para obtener los coeficientes de la sexta fila y desarrolla la expresión $(m + 2n)^6$.

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La fórmula del binomio de Newton

El binomio de Newton desarrolla $(a+b)^n$ sin multiplicar paréntesis uno a uno: cada término combina una potencia de $a$ que baja, una de $b$ que sube, y el coeficiente correspondiente del triángulo de Pascal.

(x+3)⁴: coeficientes 1, 4, 6, 4, 1 potencias de x: 4,3,2,1,0 — potencias de 3: 0,1,2,3,4 x⁴ + 12x³ + 54x² + 108x + 81
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Desarrolla completamente el binomio $(x + 3)^4$ utilizando la fórmula del binomio de Newton.

Desarrolla completamente el binomio $(x + 3)^4$ utilizando la fórmula del binomio de Newton.

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Desarrolla la expresión $(2a - b)^5$ e indica cuántos términos tiene el desarrollo final.

Desarrolla la expresión $(2a - b)^5$ e indica cuántos términos tiene el desarrollo final.

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Desarrolla el binomio con fracciones $\left(x + \frac{1}{2}\right)^3$ y simplifica cada uno de los términos resultantes.

Desarrolla el binomio con fracciones $\left(x + \frac{1}{2}\right)^3$ y simplifica cada uno de los términos resultantes.

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El término general: un término sin desarrollar todo

No siempre hace falta el desarrollo completo: si solo se pide "el cuarto término" o "el término en $x^3$", la fórmula del término general lo da directamente, sin calcular los demás.

(x² − 2y)⁷ → cuarto término: lugar 4, así que k = 3 T₄ = C(7,3) (x²)⁴ (−2y)³ = 35 · x⁸ · (−8y³) = −280x⁸y³
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Escribe directamente el cuarto término del desarrollo del binomio $(x^2 - 2y)^7$, sin calcular todo el desarrollo.

Escribe directamente el cuarto término del desarrollo del binomio $(x^2 - 2y)^7$, sin calcular todo el desarrollo.

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Calcula el coeficiente del término que contiene $x^3$ en el desarrollo del binomio $(x - 4)^5$.

Calcula el coeficiente del término que contiene $x^3$ en el desarrollo del binomio $(x - 4)^5$.

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Encuentra el término independiente de $x$ (es decir, el término que no contiene la variable $x$) en el desarrollo del binomio $\left(x^2 - \frac{1}{x}\right)^9$.

Encuentra el término independiente de $x$ (es decir, el término que no contiene la variable $x$) en el desarrollo del binomio $\left(x^2 - \frac{1}{x}\right)^9$.

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Radicales, fracciones y signos variables en el término general

El término general sirve igual cuando $a$ o $b$ son fracciones, raíces o llevan su propio signo; solo hay que tener cuidado al simplificar las potencias de $x$ que se suman o restan en el exponente.

(x² − 1/x)⁹: T_(k+1) = C(9,k)(x²)^(9−k)(−1/x)^k exponente de x: 2(9−k) − k = 18 − 3k término independiente: 18 − 3k = 0 → k = 6
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Determina el término central en el desarrollo del binomio $\left(\sqrt{x} - \frac{2}{x}\right)^6$ y simplifica la expresión resultante.

Determina el término central en el desarrollo del binomio $\left(\sqrt{x} - \frac{2}{x}\right)^6$ y simplifica la expresión resultante.

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Encuentra el quinto término en el desarrollo del binomio $\left(2x^2 - \frac{1}{x}\right)^7$. Simplifica el resultado combinando las potencias de $x$.

Encuentra el quinto término en el desarrollo del binomio $\left(2x^2 - \frac{1}{x}\right)^7$. Simplifica el resultado combinando las potencias de $x$.

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Desarrolla y simplifica al máximo la expresión con radicales $\left(\sqrt{x} + \frac{1}{\sqrt{x}}\right)^4$. Agrupa los términos semejantes y deja el resultado sin…

Desarrolla y simplifica al máximo la expresión con radicales $\left(\sqrt{x} + \frac{1}{\sqrt{x}}\right)^4$. Agrupa los términos semejantes y deja el resultado sin exponentes negativos.

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Propiedades de los números combinatorios y aplicaciones

Dos propiedades resultan muy útiles: la suma de todos los coeficientes de una fila es siempre $2^n$ (sustituyendo $a=b=1$), y sustituir valores concretos en la fórmula general permite aproximar o modelar situaciones reales.

(1+1)ⁿ = suma fila n= 2ⁿ
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Demuestra que la suma de todos los números combinatorios de una misma fila $n$ cumple que $\binom{n}{0} + \binom{n}{1} + \dots + \binom{n}{n} = 2^n$ utilizando el…

Demuestra que la suma de todos los números combinatorios de una misma fila $n$ cumple que $\binom{n}{0} + \binom{n}{1} + \dots + \binom{n}{n} = 2^n$ utilizando el desarrollo del binomio de Newton para $(1+1)^n$. Aplica este resultado para determinar cuántos grupos distintos (de cualquier tamaño, incluyendo el grupo vacío) se pueden formar con los $8$ empleados de una oficina.

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Calcula la suma de todos los coeficientes del polinomio resultante al desarrollar $(3x - 2y)^5$. Pista: Piensa en qué valores numéricos puedes asignar a las variables…

Calcula la suma de todos los coeficientes del polinomio resultante al desarrollar $(3x - 2y)^5$. Pista: Piensa en qué valores numéricos puedes asignar a las variables $x$ e $y$ para que la expresión evaluada coincida exactamente con la suma de sus coeficientes.

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En economía, el capital final acumulado tras $5$ años a un interés compuesto anual $r$ se calcula mediante la fórmula $C = C_0(1 + r)^5$. Utiliza el binomio de Newton…

En economía, el capital final acumulado tras $5$ años a un interés compuesto anual $r$ se calcula mediante la fórmula $C = C_0(1 + r)^5$. Utiliza el binomio de Newton para desarrollar $(1 + r)^5$. Si la tasa de interés es $r = 0,03$, calcula una aproximación del capital final para un capital inicial de $1000$ € utilizando únicamente los tres primeros términos del desarrollo.

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Resumen

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