Solved on Feb 04, 2024

Expand the binomial expression (x+h)5(x+h)^{5} using the binomial formula.

STEP 1

Annahmen
1. Wir möchten den Ausdruck (x+h)5(x+h)^{5} mithilfe der binomischen Formel ausmultiplizieren.
2. Die binomische Formel für (a+b)n(a+b)^{n} lautet k=0n(nk)ankbk\sum_{k=0}^{n} \binom{n}{k} a^{n-k} b^{k}, wobei (nk)\binom{n}{k} der Binomialkoeffizient ist und durch n!k!(nk)!\frac{n!}{k!(n-k)!} berechnet wird.

STEP 2

Wir identifizieren aa und bb in unserem Ausdruck (x+h)5(x+h)^{5}.
a=x,b=ha = x, \quad b = h

STEP 3

Wir setzen n=5n=5, da dies die Potenz ist, auf die (x+h)(x+h) erhoben wird.

STEP 4

Wir berechnen die Binomialkoeffizienten (5k)\binom{5}{k} für k=0,1,2,3,4,5k=0,1,2,3,4,5.
(50)=1,(51)=5,(52)=10,(53)=10,(54)=5,(55)=1\binom{5}{0} = 1, \quad \binom{5}{1} = 5, \quad \binom{5}{2} = 10, \quad \binom{5}{3} = 10, \quad \binom{5}{4} = 5, \quad \binom{5}{5} = 1

STEP 5

Wir setzen die Werte von aa, bb und die berechneten Binomialkoeffizienten in die binomische Formel ein.
(x+h)5=k=05(5k)x5khk (x+h)^{5} = \sum_{k=0}^{5} \binom{5}{k} x^{5-k} h^{k}

STEP 6

Wir multiplizieren jeden Term aus, indem wir die entsprechenden Potenzen von xx und hh sowie die Binomialkoeffizienten verwenden.
(x+h)5=(50)x5h0+(51)x4h1+(52)x3h2+(53)x2h3+(54)x1h4+(55)x0h5 (x+h)^{5} = \binom{5}{0} x^{5} h^{0} + \binom{5}{1} x^{4} h^{1} + \binom{5}{2} x^{3} h^{2} + \binom{5}{3} x^{2} h^{3} + \binom{5}{4} x^{1} h^{4} + \binom{5}{5} x^{0} h^{5}

STEP 7

Wir setzen die Werte der Binomialkoeffizienten ein und vereinfachen jeden Term.
(x+h)5=1x51+5x4h+10x3h2+10x2h3+5xh4+11h5 (x+h)^{5} = 1 \cdot x^{5} \cdot 1 + 5 \cdot x^{4} \cdot h + 10 \cdot x^{3} \cdot h^{2} + 10 \cdot x^{2} \cdot h^{3} + 5 \cdot x \cdot h^{4} + 1 \cdot 1 \cdot h^{5}

STEP 8

Wir schreiben das Endergebnis ohne die multiplikativen Einsen und vereinfachen weiter.
(x+h)5=x5+5x4h+10x3h2+10x2h3+5xh4+h5 (x+h)^{5} = x^{5} + 5x^{4}h + 10x^{3}h^{2} + 10x^{2}h^{3} + 5xh^{4} + h^{5}
Das ist die vollständig ausmultiplizierte Form von (x+h)5(x+h)^{5} mithilfe der binomischen Formel.

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