# 第 94 題：二項式定理

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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。


- [mko-binomial-theorem](https://ocme.evemisslab.com/zh-Hant/mko/mko-binomial-theorem/)





## 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
- original question SHA-256: 835dcca8d7245fb58c69a7e9efec5405869da760172c93091899b2460c35e5f9
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