Конечная математика Примеры

${(5 u + 2 v)}^{4}$

Этап 1

Используем формулу биномиального разложения, чтобы найти каждый член. Бином Ньютона имеет вид ${(a + b)}^{n} = \sum_{k = 0}^{n} n C k \cdot (a^{n - k} b^{k})$ .

$\sum_{k = 0}^{4} \frac{4!}{(4 - k)! k!} \cdot {(5 u)}^{4 - k} \cdot {(2 v)}^{k}$

Этап 2

Развернем сумму.

$\frac{4!}{(4 - 0)! 0!} \cdot {(5 u)}^{4 - 0} \cdot {(2 v)}^{0} + \frac{4!}{(4 - 1)! 1!} \cdot {(5 u)}^{4 - 1} \cdot {(2 v)}^{1} + \frac{4!}{(4 - 2)! 2!} \cdot {(5 u)}^{4 - 2} \cdot {(2 v)}^{2} + \frac{4!}{(4 - 3)! 3!} \cdot {(5 u)}^{4 - 3} \cdot {(2 v)}^{3} + \frac{4!}{(4 - 4)! 4!} \cdot {(5 u)}^{4 - 4} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 3

Упростим экспоненты для каждого члена разложения.

$1 \cdot {(5 u)}^{4} \cdot {(2 v)}^{0} + 4 \cdot {(5 u)}^{3} \cdot {(2 v)}^{1} + 6 \cdot {(5 u)}^{2} \cdot {(2 v)}^{2} + 4 \cdot {(5 u)}^{1} \cdot {(2 v)}^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1

Умножим ${(5 u)}^{4}$ на $1$ .

${(5 u)}^{4} \cdot {(2 v)}^{0} + 4 \cdot {(5 u)}^{3} \cdot {(2 v)}^{1} + 6 \cdot {(5 u)}^{2} \cdot {(2 v)}^{2} + 4 \cdot {(5 u)}^{1} \cdot {(2 v)}^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.2

Применим правило умножения к $5 u$ .

$5^{4} u^{4} \cdot {(2 v)}^{0} + 4 \cdot {(5 u)}^{3} \cdot {(2 v)}^{1} + 6 \cdot {(5 u)}^{2} \cdot {(2 v)}^{2} + 4 \cdot {(5 u)}^{1} \cdot {(2 v)}^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.3

Возведем $5$ в степень $4$ .

$625 u^{4} \cdot {(2 v)}^{0} + 4 \cdot {(5 u)}^{3} \cdot {(2 v)}^{1} + 6 \cdot {(5 u)}^{2} \cdot {(2 v)}^{2} + 4 \cdot {(5 u)}^{1} \cdot {(2 v)}^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.4

Применим правило умножения к $2 v$ .

$625 u^{4} \cdot (2^{0} v^{0}) + 4 \cdot {(5 u)}^{3} \cdot {(2 v)}^{1} + 6 \cdot {(5 u)}^{2} \cdot {(2 v)}^{2} + 4 \cdot {(5 u)}^{1} \cdot {(2 v)}^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.5

Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.

$625 \cdot 2^{0} u^{4} v^{0} + 4 \cdot {(5 u)}^{3} \cdot {(2 v)}^{1} + 6 \cdot {(5 u)}^{2} \cdot {(2 v)}^{2} + 4 \cdot {(5 u)}^{1} \cdot {(2 v)}^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.6

Любое число в степени $0$ равно $1$ .

$625 \cdot 1 u^{4} v^{0} + 4 \cdot {(5 u)}^{3} \cdot {(2 v)}^{1} + 6 \cdot {(5 u)}^{2} \cdot {(2 v)}^{2} + 4 \cdot {(5 u)}^{1} \cdot {(2 v)}^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.7

Умножим $625$ на $1$ .

$625 u^{4} v^{0} + 4 \cdot {(5 u)}^{3} \cdot {(2 v)}^{1} + 6 \cdot {(5 u)}^{2} \cdot {(2 v)}^{2} + 4 \cdot {(5 u)}^{1} \cdot {(2 v)}^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.8

Любое число в степени $0$ равно $1$ .

$625 u^{4} \cdot 1 + 4 \cdot {(5 u)}^{3} \cdot {(2 v)}^{1} + 6 \cdot {(5 u)}^{2} \cdot {(2 v)}^{2} + 4 \cdot {(5 u)}^{1} \cdot {(2 v)}^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.9

Умножим $625$ на $1$ .

$625 u^{4} + 4 \cdot {(5 u)}^{3} \cdot {(2 v)}^{1} + 6 \cdot {(5 u)}^{2} \cdot {(2 v)}^{2} + 4 \cdot {(5 u)}^{1} \cdot {(2 v)}^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.10

Применим правило умножения к $5 u$ .

$625 u^{4} + 4 \cdot (5^{3} u^{3}) \cdot {(2 v)}^{1} + 6 \cdot {(5 u)}^{2} \cdot {(2 v)}^{2} + 4 \cdot {(5 u)}^{1} \cdot {(2 v)}^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.11

Возведем $5$ в степень $3$ .

$625 u^{4} + 4 \cdot (125 u^{3}) \cdot {(2 v)}^{1} + 6 \cdot {(5 u)}^{2} \cdot {(2 v)}^{2} + 4 \cdot {(5 u)}^{1} \cdot {(2 v)}^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.12

Умножим $125$ на $4$ .

$625 u^{4} + 500 u^{3} \cdot {(2 v)}^{1} + 6 \cdot {(5 u)}^{2} \cdot {(2 v)}^{2} + 4 \cdot {(5 u)}^{1} \cdot {(2 v)}^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.13

Упростим.

$625 u^{4} + 500 u^{3} \cdot (2 v) + 6 \cdot {(5 u)}^{2} \cdot {(2 v)}^{2} + 4 \cdot {(5 u)}^{1} \cdot {(2 v)}^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.14

Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.

$625 u^{4} + 500 \cdot 2 u^{3} v + 6 \cdot {(5 u)}^{2} \cdot {(2 v)}^{2} + 4 \cdot {(5 u)}^{1} \cdot {(2 v)}^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.15

Умножим $500$ на $2$ .

$625 u^{4} + 1000 u^{3} v + 6 \cdot {(5 u)}^{2} \cdot {(2 v)}^{2} + 4 \cdot {(5 u)}^{1} \cdot {(2 v)}^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.16

Применим правило умножения к $5 u$ .

$625 u^{4} + 1000 u^{3} v + 6 \cdot (5^{2} u^{2}) \cdot {(2 v)}^{2} + 4 \cdot {(5 u)}^{1} \cdot {(2 v)}^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.17

Возведем $5$ в степень $2$ .

$625 u^{4} + 1000 u^{3} v + 6 \cdot (25 u^{2}) \cdot {(2 v)}^{2} + 4 \cdot {(5 u)}^{1} \cdot {(2 v)}^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.18

Умножим $25$ на $6$ .

$625 u^{4} + 1000 u^{3} v + 150 u^{2} \cdot {(2 v)}^{2} + 4 \cdot {(5 u)}^{1} \cdot {(2 v)}^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.19

Применим правило умножения к $2 v$ .

$625 u^{4} + 1000 u^{3} v + 150 u^{2} \cdot (2^{2} v^{2}) + 4 \cdot {(5 u)}^{1} \cdot {(2 v)}^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.20

Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.

$625 u^{4} + 1000 u^{3} v + 150 \cdot 2^{2} u^{2} v^{2} + 4 \cdot {(5 u)}^{1} \cdot {(2 v)}^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.21

Возведем $2$ в степень $2$ .

$625 u^{4} + 1000 u^{3} v + 150 \cdot 4 u^{2} v^{2} + 4 \cdot {(5 u)}^{1} \cdot {(2 v)}^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.22

Умножим $150$ на $4$ .

$625 u^{4} + 1000 u^{3} v + 600 u^{2} v^{2} + 4 \cdot {(5 u)}^{1} \cdot {(2 v)}^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.23

Упростим.

$625 u^{4} + 1000 u^{3} v + 600 u^{2} v^{2} + 4 \cdot (5 u) \cdot {(2 v)}^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.24

Умножим $5$ на $4$ .

$625 u^{4} + 1000 u^{3} v + 600 u^{2} v^{2} + 20 u \cdot {(2 v)}^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.25

Применим правило умножения к $2 v$ .

$625 u^{4} + 1000 u^{3} v + 600 u^{2} v^{2} + 20 u \cdot (2^{3} v^{3}) + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.26

Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.

$625 u^{4} + 1000 u^{3} v + 600 u^{2} v^{2} + 20 \cdot 2^{3} u v^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.27

Возведем $2$ в степень $3$ .

$625 u^{4} + 1000 u^{3} v + 600 u^{2} v^{2} + 20 \cdot 8 u v^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.28

Умножим $20$ на $8$ .

$625 u^{4} + 1000 u^{3} v + 600 u^{2} v^{2} + 160 u v^{3} + 1 \cdot {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.29

Умножим ${(5 u)}^{0}$ на $1$ .

$625 u^{4} + 1000 u^{3} v + 600 u^{2} v^{2} + 160 u v^{3} + {(5 u)}^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.30

Применим правило умножения к $5 u$ .

$625 u^{4} + 1000 u^{3} v + 600 u^{2} v^{2} + 160 u v^{3} + 5^{0} u^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.31

Любое число в степени $0$ равно $1$ .

$625 u^{4} + 1000 u^{3} v + 600 u^{2} v^{2} + 160 u v^{3} + 1 u^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.32

Умножим $u^{0}$ на $1$ .

$625 u^{4} + 1000 u^{3} v + 600 u^{2} v^{2} + 160 u v^{3} + u^{0} \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.33

Любое число в степени $0$ равно $1$ .

$625 u^{4} + 1000 u^{3} v + 600 u^{2} v^{2} + 160 u v^{3} + 1 \cdot {(2 v)}^{4}$

Этап 4.34

Умножим ${(2 v)}^{4}$ на $1$ .

$625 u^{4} + 1000 u^{3} v + 600 u^{2} v^{2} + 160 u v^{3} + {(2 v)}^{4}$

Этап 4.35

Применим правило умножения к $2 v$ .

$625 u^{4} + 1000 u^{3} v + 600 u^{2} v^{2} + 160 u v^{3} + 2^{4} v^{4}$

Этап 4.36

Возведем $2$ в степень $4$ .

$625 u^{4} + 1000 u^{3} v + 600 u^{2} v^{2} + 160 u v^{3} + 16 v^{4}$