Универсальные формулы разложения.
Формула бинома Ньютона.
Формула бинома Ньютона заключается в разложении суммы двух чисел в общей степени

на сумму конечного количества множителей в разных степенях:

(8)
В этой формуле

и

– какие угодно два числа, но в дальнейшем, для доказательства Великой теоремы Ферма, мы будем считать их целыми взаимно простыми положительными числами.
Формула для понижения степеней.
Существует промежуточная формула разложения суммы двух чисел

и

, каждое из которых находится в любой одинаковой положительной степени

:

(9)
Данную формулу можно применять для понижения степеней.
Первая формула для разложения суммы двух чисел
в одинаковых чётных положительных степенях.
Для любой чётной положительной степени

и двух любых положительных чисел

и

справедлива формула:

(10)
в которой коэффициент

, причём количество множителей в числителе дроби равно количеству множителей в знаменателе дроби и равно порядковому номеру коэффициента

.
Первое значение коэффициента

, а последнее значение коэффициента

.
В качестве примера значения коэффициентов

для первых десяти чётных степеней

приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Значения коэффициентов

для первых десяти чётных степеней

.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

2 2

4 4 2

6 6 9 2

8 8 20 16 2

10 10 35 50 25 2

12 12 54 112 105 36 2

14 14 77 210 294 196 49 2

16 16 104 352 660 672 336 64 2

18 18 135 546 1287 1782 1386 540 81 2

20 20 170 800 2275 4004 4290 2640 825 100 2
Вторая формула для разложения суммы двух чисел
в одинаковых чётных положительных степенях.
Для любой чётной положительной степени n и двух любых положительных чисел X и Y справедлива еще одна формула:

(11)
в которой коэффициент

, причём количество множителей в числителе дроби равно количеству множителей в знаменателе дроби и равно порядковому номеру коэффициента

.
Первое значение коэффициента

, а последнее значение коэффициента

.
В качестве примера значения коэффициентов

для первых десяти чётных степеней

приведены также в таблице 1.
Именно эта формула в дальнейшем нам понадобится для доказательства Великой теоремы Ферма для четвёртой степени.
Формула для разложения суммы двух чисел
в одинаковых нечётных положительных степенях.
Для любой нечётной положительной степени

и двух любых положительных чисел

и

справедлива формула:

(12)
где коэффициент

, причём количество множителей в числителе дроби равно количеству множителей в знаменателе дроби и равно порядковому номеру коэффициента

. Первое значение коэффициента

, и последнее значение коэффициента

.
В качестве примера значения коэффициентов

для первых десяти нечётных степеней

приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Значения коэффициентов

для первых десяти нечётных степеней

.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

3 3

5 5 5

7 7 14 7

9 9 27 30 9

11 11 44 77 55 11

13 13 65 156 182 91 13

15 15 90 275 450 378 140 15

17 17 119 442 935 1122 714 204 17

19 19 152 665 1729 2717 2508 1254 285 19

21 21 189 952 2940 5733 7007 5148 2079 385 21
Формула для разложения разности двух чисел
в одинаковых нечётных положительных степенях.
Помимо формулы для разложения суммы двух чисел в одинаковых нечётных положительных степенях, существует и формула для разложения разности двух чисел в одинаковых нечётных положительных степенях:

(13)
где коэффициент

, причём количество множителей в числителе дроби равно количеству множителей в знаменателе дроби и равно порядковому номеру коэффициента

. Первое значение коэффициента

, и последнее значение коэффициента

.
В качестве примера значения коэффициентов

для первых десяти нечётных степеней

приведены также в таблице 2.
Именно эта формула в дальнейшем нам понадобится для доказательства Великой теоремы Ферма для пятой и седьмой степени, как наглядного примера с конечной степенью, и вообще для любой простой нечётной степени

.