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第 94 題:二項式定理

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  1. 原題與已知條件
  2. 定義與適用範圍
  3. 逐步推導
  4. 逐步反向核對
  5. 結論
  6. 本題覆核與來源綁定

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P250-0094 · q-20261014-advance-20261109-r05-binomial-theorem-0044

原題與已知條件

commutative coefficient setting與n in natural including zero。操作=binomial-expansion;資料={"n":18}。請依 exact_ordered_tuple_declared_by_interface 欄序回答。

  • G001 — commutative coefficient setting與n in natural including zero。操作=binomial-expansion;資料={"n":18}。請依 exact_ordered_tuple_declared_by_interface 欄序回答。

定義與適用範圍

n 是非負整數,x 與 y 可交換;n=0 使用多項式空乘積單位元。

逐步推導

S001 · implies

操作前

n=18≥0; x,y commute

操作後

(x+y)^18 is a finite product of 18 factors

條件:無

每個因子選 x 或 y,且乘法可交換,才能按 y 的選取次數合併同類項。

步驟識別與依賴

規則:finite_product · 依賴:G001

S002 · implies

操作前

choose exactly 0 of 18 factors to contribute y

操作後

C(18,0)=6402373705728000/(1·6402373705728000)=1

條件:無

先排列 18 個位置,再除掉 0 個 y 位置與 18 個 x 位置各自的重排,得到係數 1。

步驟識別與依賴

規則:subset_count · 依賴:G001, S001

S003 · implies

操作前

C(18,0)=1; choose y 0 times

操作後

1·x^18·y^0

條件:無

相應的 x 次數為 18-0=18;指數相加仍為 18。

步驟識別與依賴

規則:group_like_terms · 依賴:G001, S002

S004 · implies

操作前

choose exactly 1 of 18 factors to contribute y

操作後

C(18,1)=6402373705728000/(1·355687428096000)=18

條件:無

先排列 18 個位置,再除掉 1 個 y 位置與 17 個 x 位置各自的重排,得到係數 18。

步驟識別與依賴

規則:subset_count · 依賴:G001, S003

S005 · implies

操作前

C(18,1)=18; choose y 1 times

操作後

18·x^17·y^1

條件:無

相應的 x 次數為 18-1=17;指數相加仍為 18。

步驟識別與依賴

規則:group_like_terms · 依賴:G001, S004

S006 · implies

操作前

choose exactly 2 of 18 factors to contribute y

操作後

C(18,2)=6402373705728000/(2·20922789888000)=153

條件:無

先排列 18 個位置,再除掉 2 個 y 位置與 16 個 x 位置各自的重排,得到係數 153。

步驟識別與依賴

規則:subset_count · 依賴:G001, S005

S007 · implies

操作前

C(18,2)=153; choose y 2 times

操作後

153·x^16·y^2

條件:無

相應的 x 次數為 18-2=16;指數相加仍為 18。

步驟識別與依賴

規則:group_like_terms · 依賴:G001, S006

S008 · implies

操作前

choose exactly 3 of 18 factors to contribute y

操作後

C(18,3)=6402373705728000/(6·1307674368000)=816

條件:無

先排列 18 個位置,再除掉 3 個 y 位置與 15 個 x 位置各自的重排,得到係數 816。

步驟識別與依賴

規則:subset_count · 依賴:G001, S007

S009 · implies

操作前

C(18,3)=816; choose y 3 times

操作後

816·x^15·y^3

條件:無

相應的 x 次數為 18-3=15;指數相加仍為 18。

步驟識別與依賴

規則:group_like_terms · 依賴:G001, S008

S010 · implies

操作前

choose exactly 4 of 18 factors to contribute y

操作後

C(18,4)=6402373705728000/(24·87178291200)=3060

條件:無

先排列 18 個位置,再除掉 4 個 y 位置與 14 個 x 位置各自的重排,得到係數 3060。

步驟識別與依賴

規則:subset_count · 依賴:G001, S009

S011 · implies

操作前

C(18,4)=3060; choose y 4 times

操作後

3060·x^14·y^4

條件:無

相應的 x 次數為 18-4=14;指數相加仍為 18。

步驟識別與依賴

規則:group_like_terms · 依賴:G001, S010

S012 · implies

操作前

choose exactly 5 of 18 factors to contribute y

操作後

C(18,5)=6402373705728000/(120·6227020800)=8568

條件:無

先排列 18 個位置,再除掉 5 個 y 位置與 13 個 x 位置各自的重排,得到係數 8568。

步驟識別與依賴

規則:subset_count · 依賴:G001, S011

S013 · implies

操作前

C(18,5)=8568; choose y 5 times

操作後

8568·x^13·y^5

條件:無

相應的 x 次數為 18-5=13;指數相加仍為 18。

步驟識別與依賴

規則:group_like_terms · 依賴:G001, S012

S014 · implies

操作前

choose exactly 6 of 18 factors to contribute y

操作後

C(18,6)=6402373705728000/(720·479001600)=18564

條件:無

先排列 18 個位置,再除掉 6 個 y 位置與 12 個 x 位置各自的重排,得到係數 18564。

步驟識別與依賴

規則:subset_count · 依賴:G001, S013

S015 · implies

操作前

C(18,6)=18564; choose y 6 times

操作後

18564·x^12·y^6

條件:無

相應的 x 次數為 18-6=12;指數相加仍為 18。

步驟識別與依賴

規則:group_like_terms · 依賴:G001, S014

S016 · implies

操作前

choose exactly 7 of 18 factors to contribute y

操作後

C(18,7)=6402373705728000/(5040·39916800)=31824

條件:無

先排列 18 個位置,再除掉 7 個 y 位置與 11 個 x 位置各自的重排,得到係數 31824。

步驟識別與依賴

規則:subset_count · 依賴:G001, S015

S017 · implies

操作前

C(18,7)=31824; choose y 7 times

操作後

31824·x^11·y^7

條件:無

相應的 x 次數為 18-7=11;指數相加仍為 18。

步驟識別與依賴

規則:group_like_terms · 依賴:G001, S016

S018 · implies

操作前

choose exactly 8 of 18 factors to contribute y

操作後

C(18,8)=6402373705728000/(40320·3628800)=43758

條件:無

先排列 18 個位置,再除掉 8 個 y 位置與 10 個 x 位置各自的重排,得到係數 43758。

步驟識別與依賴

規則:subset_count · 依賴:G001, S017

S019 · implies

操作前

C(18,8)=43758; choose y 8 times

操作後

43758·x^10·y^8

條件:無

相應的 x 次數為 18-8=10;指數相加仍為 18。

步驟識別與依賴

規則:group_like_terms · 依賴:G001, S018

S020 · implies

操作前

choose exactly 9 of 18 factors to contribute y

操作後

C(18,9)=6402373705728000/(362880·362880)=48620

條件:無

先排列 18 個位置,再除掉 9 個 y 位置與 9 個 x 位置各自的重排,得到係數 48620。

步驟識別與依賴

規則:subset_count · 依賴:G001, S019

S021 · implies

操作前

C(18,9)=48620; choose y 9 times

操作後

48620·x^9·y^9

條件:無

相應的 x 次數為 18-9=9;指數相加仍為 18。

步驟識別與依賴

規則:group_like_terms · 依賴:G001, S020

S022 · implies

操作前

choose exactly 10 of 18 factors to contribute y

操作後

C(18,10)=6402373705728000/(3628800·40320)=43758

條件:無

先排列 18 個位置,再除掉 10 個 y 位置與 8 個 x 位置各自的重排,得到係數 43758。

步驟識別與依賴

規則:subset_count · 依賴:G001, S021

S023 · implies

操作前

C(18,10)=43758; choose y 10 times

操作後

43758·x^8·y^10

條件:無

相應的 x 次數為 18-10=8;指數相加仍為 18。

步驟識別與依賴

規則:group_like_terms · 依賴:G001, S022

S024 · implies

操作前

choose exactly 11 of 18 factors to contribute y

操作後

C(18,11)=6402373705728000/(39916800·5040)=31824

條件:無

先排列 18 個位置,再除掉 11 個 y 位置與 7 個 x 位置各自的重排,得到係數 31824。

步驟識別與依賴

規則:subset_count · 依賴:G001, S023

S025 · implies

操作前

C(18,11)=31824; choose y 11 times

操作後

31824·x^7·y^11

條件:無

相應的 x 次數為 18-11=7;指數相加仍為 18。

步驟識別與依賴

規則:group_like_terms · 依賴:G001, S024

S026 · implies

操作前

choose exactly 12 of 18 factors to contribute y

操作後

C(18,12)=6402373705728000/(479001600·720)=18564

條件:無

先排列 18 個位置,再除掉 12 個 y 位置與 6 個 x 位置各自的重排,得到係數 18564。

步驟識別與依賴

規則:subset_count · 依賴:G001, S025

S027 · implies

操作前

C(18,12)=18564; choose y 12 times

操作後

18564·x^6·y^12

條件:無

相應的 x 次數為 18-12=6;指數相加仍為 18。

步驟識別與依賴

規則:group_like_terms · 依賴:G001, S026

S028 · implies

操作前

choose exactly 13 of 18 factors to contribute y

操作後

C(18,13)=6402373705728000/(6227020800·120)=8568

條件:無

先排列 18 個位置,再除掉 13 個 y 位置與 5 個 x 位置各自的重排,得到係數 8568。

步驟識別與依賴

規則:subset_count · 依賴:G001, S027

S029 · implies

操作前

C(18,13)=8568; choose y 13 times

操作後

8568·x^5·y^13

條件:無

相應的 x 次數為 18-13=5;指數相加仍為 18。

步驟識別與依賴

規則:group_like_terms · 依賴:G001, S028

S030 · implies

操作前

choose exactly 14 of 18 factors to contribute y

操作後

C(18,14)=6402373705728000/(87178291200·24)=3060

條件:無

先排列 18 個位置,再除掉 14 個 y 位置與 4 個 x 位置各自的重排,得到係數 3060。

步驟識別與依賴

規則:subset_count · 依賴:G001, S029

S031 · implies

操作前

C(18,14)=3060; choose y 14 times

操作後

3060·x^4·y^14

條件:無

相應的 x 次數為 18-14=4;指數相加仍為 18。

步驟識別與依賴

規則:group_like_terms · 依賴:G001, S030

S032 · implies

操作前

choose exactly 15 of 18 factors to contribute y

操作後

C(18,15)=6402373705728000/(1307674368000·6)=816

條件:無

先排列 18 個位置,再除掉 15 個 y 位置與 3 個 x 位置各自的重排,得到係數 816。

步驟識別與依賴

規則:subset_count · 依賴:G001, S031

S033 · implies

操作前

C(18,15)=816; choose y 15 times

操作後

816·x^3·y^15

條件:無

相應的 x 次數為 18-15=3;指數相加仍為 18。

步驟識別與依賴

規則:group_like_terms · 依賴:G001, S032

S034 · implies

操作前

choose exactly 16 of 18 factors to contribute y

操作後

C(18,16)=6402373705728000/(20922789888000·2)=153

條件:無

先排列 18 個位置,再除掉 16 個 y 位置與 2 個 x 位置各自的重排,得到係數 153。

步驟識別與依賴

規則:subset_count · 依賴:G001, S033

S035 · implies

操作前

C(18,16)=153; choose y 16 times

操作後

153·x^2·y^16

條件:無

相應的 x 次數為 18-16=2;指數相加仍為 18。

步驟識別與依賴

規則:group_like_terms · 依賴:G001, S034

S036 · implies

操作前

choose exactly 17 of 18 factors to contribute y

操作後

C(18,17)=6402373705728000/(355687428096000·1)=18

條件:無

先排列 18 個位置,再除掉 17 個 y 位置與 1 個 x 位置各自的重排,得到係數 18。

步驟識別與依賴

規則:subset_count · 依賴:G001, S035

S037 · implies

操作前

C(18,17)=18; choose y 17 times

操作後

18·x^1·y^17

條件:無

相應的 x 次數為 18-17=1;指數相加仍為 18。

步驟識別與依賴

規則:group_like_terms · 依賴:G001, S036

S038 · implies

操作前

choose exactly 18 of 18 factors to contribute y

操作後

C(18,18)=6402373705728000/(6402373705728000·1)=1

條件:無

先排列 18 個位置,再除掉 18 個 y 位置與 0 個 x 位置各自的重排,得到係數 1。

步驟識別與依賴

規則:subset_count · 依賴:G001, S037

S039 · implies

操作前

C(18,18)=1; choose y 18 times

操作後

1·x^0·y^18

條件:無

相應的 x 次數為 18-18=0;指數相加仍為 18。

步驟識別與依賴

規則:group_like_terms · 依賴:G001, S038

S040 · implies

操作前

all k=0 through 18 have been accounted for

操作後

(x+y)^18=1·x^18·y^0 + 18·x^17·y^1 + 153·x^16·y^2 + 816·x^15·y^3 + 3060·x^14·y^4 + 8568·x^13·y^5 + 18564·x^12·y^6 + 31824·x^11·y^7 + 43758·x^10·y^8 + 48620·x^9·y^9 + 43758·x^8·y^10 + 31824·x^7·y^11 + 18564·x^6·y^12 + 8568·x^5·y^13 + 3060·x^4·y^14 + 816·x^3·y^15 + 153·x^2·y^16 + 18·x^1·y^17 + 1·x^0·y^18

條件:無

每一種 x/y 選取都落入唯一的 k 類,因此這是完整有限展開,不是只列頭尾項。

步驟識別與依賴

規則:collect_all_terms · 依賴:G001, S039

逐步反向核對

  • S040 · premise_and_result_audit — 共有 n+1 個係數位置,k 的全範圍逐一保留。
  • S039 · premise_and_result_audit — 原答案的欄序是 [k,係數,x指數,y指數],不能交換指數欄。
  • S038 · premise_and_result_audit — 可用 Pascal 遞迴的獨立整數運算回核係數,不用近似階乘。
  • S037 · premise_and_result_audit — 原答案的欄序是 [k,係數,x指數,y指數],不能交換指數欄。
  • S036 · premise_and_result_audit — 可用 Pascal 遞迴的獨立整數運算回核係數,不用近似階乘。
  • S035 · premise_and_result_audit — 原答案的欄序是 [k,係數,x指數,y指數],不能交換指數欄。
  • S034 · premise_and_result_audit — 可用 Pascal 遞迴的獨立整數運算回核係數,不用近似階乘。
  • S033 · premise_and_result_audit — 原答案的欄序是 [k,係數,x指數,y指數],不能交換指數欄。
  • S032 · premise_and_result_audit — 可用 Pascal 遞迴的獨立整數運算回核係數,不用近似階乘。
  • S031 · premise_and_result_audit — 原答案的欄序是 [k,係數,x指數,y指數],不能交換指數欄。
  • S030 · premise_and_result_audit — 可用 Pascal 遞迴的獨立整數運算回核係數,不用近似階乘。
  • S029 · premise_and_result_audit — 原答案的欄序是 [k,係數,x指數,y指數],不能交換指數欄。
  • S028 · premise_and_result_audit — 可用 Pascal 遞迴的獨立整數運算回核係數,不用近似階乘。
  • S027 · premise_and_result_audit — 原答案的欄序是 [k,係數,x指數,y指數],不能交換指數欄。
  • S026 · premise_and_result_audit — 可用 Pascal 遞迴的獨立整數運算回核係數,不用近似階乘。
  • S025 · premise_and_result_audit — 原答案的欄序是 [k,係數,x指數,y指數],不能交換指數欄。
  • S024 · premise_and_result_audit — 可用 Pascal 遞迴的獨立整數運算回核係數,不用近似階乘。
  • S023 · premise_and_result_audit — 原答案的欄序是 [k,係數,x指數,y指數],不能交換指數欄。
  • S022 · premise_and_result_audit — 可用 Pascal 遞迴的獨立整數運算回核係數,不用近似階乘。
  • S021 · premise_and_result_audit — 原答案的欄序是 [k,係數,x指數,y指數],不能交換指數欄。
  • S020 · premise_and_result_audit — 可用 Pascal 遞迴的獨立整數運算回核係數,不用近似階乘。
  • S019 · premise_and_result_audit — 原答案的欄序是 [k,係數,x指數,y指數],不能交換指數欄。
  • S018 · premise_and_result_audit — 可用 Pascal 遞迴的獨立整數運算回核係數,不用近似階乘。
  • S017 · premise_and_result_audit — 原答案的欄序是 [k,係數,x指數,y指數],不能交換指數欄。
  • S016 · premise_and_result_audit — 可用 Pascal 遞迴的獨立整數運算回核係數,不用近似階乘。
  • S015 · premise_and_result_audit — 原答案的欄序是 [k,係數,x指數,y指數],不能交換指數欄。
  • S014 · premise_and_result_audit — 可用 Pascal 遞迴的獨立整數運算回核係數,不用近似階乘。
  • S013 · premise_and_result_audit — 原答案的欄序是 [k,係數,x指數,y指數],不能交換指數欄。
  • S012 · premise_and_result_audit — 可用 Pascal 遞迴的獨立整數運算回核係數,不用近似階乘。
  • S011 · premise_and_result_audit — 原答案的欄序是 [k,係數,x指數,y指數],不能交換指數欄。
  • S010 · premise_and_result_audit — 可用 Pascal 遞迴的獨立整數運算回核係數,不用近似階乘。
  • S009 · premise_and_result_audit — 原答案的欄序是 [k,係數,x指數,y指數],不能交換指數欄。
  • S008 · premise_and_result_audit — 可用 Pascal 遞迴的獨立整數運算回核係數,不用近似階乘。
  • S007 · premise_and_result_audit — 原答案的欄序是 [k,係數,x指數,y指數],不能交換指數欄。
  • S006 · premise_and_result_audit — 可用 Pascal 遞迴的獨立整數運算回核係數,不用近似階乘。
  • S005 · premise_and_result_audit — 原答案的欄序是 [k,係數,x指數,y指數],不能交換指數欄。
  • S004 · premise_and_result_audit — 可用 Pascal 遞迴的獨立整數運算回核係數,不用近似階乘。
  • S003 · premise_and_result_audit — 原答案的欄序是 [k,係數,x指數,y指數],不能交換指數欄。
  • S002 · premise_and_result_audit — 可用 Pascal 遞迴的獨立整數運算回核係數,不用近似階乘。
  • S001 · premise_and_result_audit — 此處不是非整數次方的無窮級數,也不套用到不可交換乘法。

結論

(18, [[0, 1, 18, 0], [1, 18, 17, 1], [2, 153, 16, 2], [3, 816, 15, 3], [4, 3060, 14, 4], [5, 8568, 13, 5], [6, 18564, 12, 6], [7, 31824, 11, 7], [8, 43758, 10, 8], [9, 48620, 9, 9], [10, 43758, 8, 10], [11, 31824, 7, 11], [12, 18564, 6, 12], [13, 8568, 5, 13], [14, 3060, 4, 14], [15, 816, 3, 15], [16, 153, 2, 16], [17, 18, 1, 17], [18, 1, 0, 18]], complete_k_zero_through_n_coefficients)

完整展開如上述所有單項式;欄序表逐項對應。

本題覆核與來源綁定

覆核日期:2026-10-24

原題、答案、步驟表達式、數值 AST 與既有歷史保持原樣;原來的候選狀態屬於來源歷史,不覆寫為形式化證明。

來源雜湊與覆核憑證
  • input commit: 0f7be61e2c22317a4075561dc822c87d881a50db
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