当前位置:文档之家› 二项式定理解题技巧

二项式定理解题技巧

二项式定理解题技巧
二项式定理解题技巧

1.二项式定理:

(a+b)n=C0a n+C1a n-1b+

n n +C r a n-r b r+

n

学习必备欢迎下载

二项式定理

+C n b n(n∈N*),

n

2.基本概念:

①二项式展开式:右边的多项式叫做(a+b)n的二项展开式。

②二项式系数:展开式中各项的系数C r

n

(r=0,1,2,???,n).

③项数:共(r+1)项,是关于a与b的齐次多项式

④通项:展开式中的第r+1项C r a n-r b r叫做二项式展开式的通项。用T

n r+1=C r a n-r b r表示。

n

3.注意关键点:

①项数:展开式中总共有(n+1)项。

②顺序:注意正确选择a,b,其顺序不能更改。(a+b)n与(b+a)n是不同的。

③指数:a的指数从n逐项减到0,是降幂排列。b的指数从0逐项减到n,是升幂排列。各项的次数和等于n.

④系数:注意正确区分二项式系数与项的系数,二项式系数依次是C0,C1,C2,???,C r,???,C n.项的系数是a与b

n n n n n

的系数(包括二项式系数)。

4.常用的结论:

令a=1,b=x,(1+x)n=C0+C1x+C2x2+

n n n

令a=1,b=-x,(1-x)n=C0-C1x+C2x2-

n n n

+C r x r+

n

+C r x r+

n

+C n x n(n∈N*)

n

+(-1)n C n x n(n∈N*)

n

5.性质:

①二项式系数的对称性:与首末两端“对距离”的两个二项式系数相等,即C0=C n,···C k=C k-1

n n n n

②二项式系数和:令a=b=1,则二项式系数的和为C0+C1+C2+

n n n +C r+

n

+C n=2n,

n

变形式C1+C2+

n n +C r+

n

+C n=2n-1。

n

③奇数项的二项式系数和=偶数项的二项式系数和:

在二项式定理中,令a=1,b=-1,则C0-C1+C2-C3+

n n n n +(-1)n C n=(1-1)n=0,

n

从而得到:C0+C2+C4???+C2r+???=C1+C3+

n n n n n n ④奇数项的系数和与偶数项的系数和:

1

+C2r+1+???=?2n=2n-1 n

2

+ a =

(奇数项的系数和 )

2

+ a = (偶数项的系数和 )

2

n

同时取得最大值。

? A r +1 ≥ A r + 2

6 6 3 3

(a + x)n = C 0a n x 0 + C 1a n -1 x + C 2a n -2 x 2 + n

n n

学习必备 欢迎下载

+ C n a 0 x n = a + a x 1 + a x 2 + n 0 1 2

+ a x n

n

( x + a)n = C 0 a 0 x n + C 1ax n -1 + C 2a 2 x n -2 + n

n

n

+ C n a n x 0 = a x n +

n n

+ a x 2 + a x 1 + a

2 1

令x = 1, 则a + a + a + a

1

2

3

令x = -1,则a - a + a - a + 0

1

2

3 + a = (a + 1)n - - - - - - - - - ①

n

+ a = (a - 1)n - - - - - - - -② n

① + ②得, a + a + a

2

4

n

(a + 1)n + (a - 1)n

① - ②得, a + a + a

1

3

5

n (a + 1)n - (a - 1)n

n ⑤二项式系数的最大项:如果二项式的幂指数 n 是偶数时,则中间一项的二项式系数C 2 取得最大值。

n

如果二项式的幂指数 n 是奇数时,则中间两项的二项式系数 C

n -1

2 n

, C

n +1 2

⑥系数的最大项:求 (a + bx )n 展开式中最大的项,一般采用待定系数法。设展开式中各项系数分别

? A

为 A , A , ??? , A

r ,从而解出 r 来。

1 2

6.二项式定理的十一种考题的解法:

题型一:二项式定理的逆用;

例: C 1 + C 2 ? 6 + C 3 ? 62 +

n

n

n

+ C n ? 6n -1 = .

n

解: (1+ 6) n = C 0 + C 1 ? 6 + C 2 ? 62 + C 3 ? 63 +

n

n

n

n

+ C n ? 6 n 与已知的有一些差距,

n

∴ C 1 + C 2 ? 6 + C 3 ? 62 + n n n

+ C n ? 6n -1 = n 1

6 (C 1 ? 6 + C 2 ? 62 + + C n ? 6n )

n n n

= 1 6 (C 0 + C 1 ? 6 + C 2 ? 62 + n n n

1 1

+ C n ? 6n - 1) = [(1+ 6) n - 1] = (7 n - 1)

n

练: C 1 + 3C 2 + 9C 3 +

n

n

n

+ 3n -1 C n = .

n

解:设 S = C 1 + 3C 2 + 9C 3 +

n

n n

n

3S = C 1 3 + C 2 32 + C 3 33 +

n

n

n

n

+ 3n -1 C n ,则

n

+ C n 3n = C 0 + C 1 3 + C 2 32 + C 3 33 +

n n n n n

+ C n 3n - 1 = (1+ 3) n - 1

n

(1+ 3)n - 1 4n - 1

∴ S = =

n

题型二:利用通项公式求 x n 的系数;

例:在二项式 ( 4 1 x

+ 3 x 2 )n

的展开式中倒数第 3 项的系数为 45 ,求含有 x 3 的项的系数?

解:由条件知 C n -2 = 45 ,即 C 2 = 45 ,∴ n 2 - n - 90 = 0 ,解得 n = -9(舍去)或n = 10 ,由

n

n

43,由题意-10-r

2

+r=3,解得r=6,

=C r(x2)9-r(-)r=C r x18-2r(-)r x-r=C r(-)r x18-3r,令18-3r=9,则r=3 2x22

22

2x

)10的展开式中的常数项?

2x2r x2,令20-

102256

=C

2x2

练:若(x2+)n的二项展开式中第5项为常数项,则n=____.

解:T=C4(x2)n-4()4=C4x2n-12,令2n-12=0,得n=6.

x

6,令27-r

∈Z,(0≤r≤9)得r=3或r=9,

=(-1)C 6

x2)n展开式中各项系数依次设为a,a,???a,

T r+1

12

=C r(x-4)10-r(x3)r=C r x-

1010

10-r2

+r

学习必备欢迎下载

43

则含有x3的项是第7项T

6+1=C6x3=210x3,系数为210。

10

练:求(x2-1

2x

)9展开式中x9的系数?

解:T

r+1999

111

121

故x9的系数为C3(-)3=-。

9

题型三:利用通项公式求常数项;

例:求二项式(x2+

1

解:T

r+1=C r(x2)10-r

10

11

()r r()

10

5

20-r

5

2

145

r=0,得r=8,所以T=C8()8=

9

练:求二项式(2x-1

2x

)6的展开式中的常数项?

解:T

r+1

11

=C r(2x)6-r(-1)r()r=(-1)r C r26-r()r x6-2r,令6-2r=0,得r=3,所以T=(-1)3C3=-20 6646

1

x

1

5n n

题型四:利用通项公式,再讨论而确定有理数项;例:求二项式(x-3x)9展开式中的有理项?

解:T

r+1=C r(x

2)9-r(-

x3)r

r

r x

99

1127-r

6

所以当r=3时,27-r

6=4,T=(-1)3C3x4=-84x4,

49

27-r

当r=9时,=3,T=(-1)3C9x3=-x3。

109

题型五:奇数项的二项式系数和=偶数项的二项式系数和;例:若(x2-

1

3x2

)n展开式中偶数项系数和为-256,求n.

解:设(x2-

31

01n

令x=-1,则有a+a+???a=0,①,令x=1,则有a-a+a-a+???+(-1)n a=2n,②01n0123n

练:若(3

1

例:已知(+2x)n,若展开式中第5项,第6项与第7项的二项式系数成等差数列,求展开式中二项式系数最

T和T∴T的系数=C3()423=,,T的系数=C4()324=70,当n=14时,展开式中二项式系数

222

最大的项是T,∴T的系数=C7()727=3432。

2

+1=5,即n=8,所以展开式中常数项为第七项等于C6()2=7

22

例:若展开式前三项的二项式系数和等于79,求(+2x)n的展开式中系数最大的项?

22

∴?r+1

?

r+1

≥A=?12

??C r4r≥C r+14r+1

?

2

学习必备欢迎下载

将①-②得:2(a+a+a+???)=-2n,∴a+a+a+???=-2n-1,

135135

有题意得,-2n-1=-256=-28,∴n=9。

1

+5

x x2

)n的展开式中,所有的奇数项的系数和为1024,求它的中间项。

解:C0+C2+C4???+C2r+???=C1+C3+

n n n n n n

+C2r+1+???=2n-1,∴2n-1=1024,解得n=11

n

所以中间两个项分别为n=6,n=7,T

5+1

=C5(3

n

11

)6(5

x x2

)5=462?x-4,T

6+1

61

=462?x-15

题型六:最大系数,最大项;

1

2

大项的系数是多少?

解:C4+C6=2C5,∴n2-21n+98=0,解出n=7或n=14,当n=7时,展开式中二项式系数最大的项是n n n

1351

454757

1

8814

练:在(a+b)2n的展开式中,二项式系数最大的项是多少?

解:二项式的幂指数是偶数2n,则中间一项的二项式系数最大,即T

2n

2+1

=T

n+1

,也就是第n+1项。

练:在(

x

2

-

1

3x

)n的展开式中,只有第5项的二项式最大,则展开式中的常数项是多少?

解:只有第5项的二项式最大,则

n1

8

例:写出在(a-b)7的展开式中,系数最大的项?系数最小的项?

解:因为二项式的幂指数7是奇数,所以中间两项(第4,5项)的二项式系数相等,且同时取得最大值,从而有

T=-C3a4b3的系数最小,T=C4a3b4系数最大。

4757

1

2

11

解:由C0+C1+C2=79,解出n=12,假设T项最大,(+2x)12=()12(1+4x)12

n n n r+1

?A

A

A

r

r+2

?C r4r≥C r-14r-1

12

1212

,化简得到9.4≤r≤10.4,又0≤r≤12,∴r=10,展开式中系

1

数最大的项为T,有T=()12C10410x10=16896x10

111112

∴? = ? 10 ??C r 2 r

≥ C r +1 2 r +1 , ? r +1 解得 ? r + 1 ≥ 2(10 - r )

?

r +1 的展开式中才

- 2)3 = ( x - )6 ,设第 r + 1 项为常数项,则 T x x

x 学习必备 欢迎下载

练:在 (1+ 2 x )10 的展开式中系数最大的项是多少?

解:假设 T r +1

项最大, T

r +1

= C r ? 2r x r

10

A ≥ A

r

+ 21010

? A ≥ A ?C r 2 r ≥ C r -1 2 r -1 r +1 r 10 ? 2(11 - r ) ≥ r ? ,化简得到 6.3 ≤ k ≤ 7.3 ,又 0 ≤ r ≤ 10 ,

∴ r = 7 ,展开式中系数最大的项为T = C 7 27 x 7 = 15360 x 7 .

8

10

题型七:含有三项变两项;

例:求当 ( x 2 + 3x + 2)5 的展开式中 x 的一次项的系数?

解法①: ( x 2 + 3 x + 2) 5 = [( x 2 + 2) + 3 x ]5 , T

r +1

= C r ( x 2 + 2) 5-r (3 x )r ,当且仅当 r = 1 时, T

5

有 x 的一次项,此时T

r +1

= T = C 1 ( x 2 + 2) 4 3x ,所以 x 得一次项为 C 1C 4 243 x

2 5 5 4

它的系数为 C 1C 4 243 = 240 。

5 4

解法②: ( x 2 + 3 x + 2) 5 = ( x + 1)5 ( x + 2) 5 = (C 0 x 5 + C 1 x 4 + ??? + C 5 )(C 0 x 5 + C 1 x 4 2 + ??? + C 5 25 )

5

5

5 5 5 5

故展开式中含 x 的项为 C 4 xC 5 25 + C 4 x24 = 240 x ,故展开式中 x 的系数为 240.

5

5

5

练:求式子 ( x +

1

- 2)3 的常数项?

x

解: ( x +

1

1

r +1

1

= C r (-1)r x

6-r ( )r = (-1)6 C r x 6-2r , 6 6

得 6 - 2r = 0 , r = 3 , ∴ T

3+1

= (-1)3 C 3 = -20 .

6

题型八:两个二项式相乘;

例: 求(1+ 2 x )3 (1- x)4 展开式中 x 2的系数.

解: (1+ 2 x )3的展开式的通项是 C m ? (2 x)m = C m ? 2m ? x m ,

3 3

(1- x)4的展开式的通项是 C n ? (- x )n = C n ? -1n ? x n , 其中m = 0,1,2,3, n = 0,1,2,3, 4,

4 4

令m + n = 2, 则m = 0且n = 2, m = 1且n = 1,m = 2且n = 0,因此(1+ 2 x )3 (1- x)4

的展开式中 x 2的系数等于 C 0 ? 20 ? C 2 ? (-1)2 + C 1 ? 21 ? C 1 ? (-1)1 + C 2 ? 22 ? C 0 ? (-1)0 = -6 .

3 4 3 4 3 4

练:求(1+3x)6(1+1

4x

)10展开式中的常数项.

解:(1+3x)6(1+1

4x

m n4m-3n )10展开式的通项为C m x3?C n x-4=C m?C n?x12

610610

n = 0, n = 4, ∴ ( x - 2)

2006

展开式的奇次幂项之和为S ( x ) = [( x - 2) 2006 - ( x + 2) 2006 ]

当x = 2时, S ( 2) = [( 2 - 2)

2006 - ( 2 + 2)

2006 ] = -

x

?? 的展开式中各项系数之和为 64 ,则展开式的常数项为多少? ?

解:令 x = 1 ,则 ? 3 x -

? 的展开式中各项系数之和为 2n = 64 ,所以 n = 6 ,则展开式的常数项为 x

?m = 0, ?m = 3, ?m = 6,

其中m = 0,1,2, ??? ,6, n = 0,1,2, ??? ,10,当且仅当4m = 3n,即? 或 ? 或 ?

? ? ?n = 8,

时得展开式中的常数项为 C 0 ? C 0 + C 3 ? C 4 + C 6 ? C 8 = 4246 .

6

10 6 10 6 10

练:已知(1+ x + x 2 )( x + 1

x 3 )n 的展开式中没有常数项, n ∈ N *且2 ≤ n ≤ 8,则n = ______.

解: ( x + 1 x 3

)n

展开式的通项为C r ? x n -r ? x -3r = C r ? x n -4r , 通项分别与前面的三项相乘可得

n n

C r ? x n -4r ,C r ? x n -4r +1,C r ? x n -4r +2 ,

展开式中不含常数项 , 2 ≤ n ≤ 8

n

n n

∴ n ≠ 4r 且n ≠ 4r + 1且n ≠ 4r + 2,即n ≠ 4,8且n ≠ 3,7 且n ≠ 2,6, ∴ n = 5.

题型九:奇数项的系数和与偶数项的系数和;

例: 在( x - 2) 2006的二项展开式中, 含x 的奇次幂的项之和为 S ,当x = 2时, S = _____.

解: 设( x - 2) 2006 =a + a x 1 + a x 2 + a x 3 +

+ a 0

1

2

3

2006

x 2006 -------①

(- x - 2) 2006 =a - a x 1 + a x 2 - a x 3 +

1

2

3

+ a

2006

x 2006 -------②

① - ②得2(a x + a x 3 + a x 5 + + a

1

3

5

2005

x 2005 ) = ( x - 2) 2006 - ( x + 2) 2006

1

2

题型十:赋值法;

3?2006 1 2

2

2

2

= -23008

例:设二项式 (3 3 x + 1 x

)n

的展开式的各项系数的和为 p ,所有二项式系数的和为 s ,若

p + s = 272 ,则 n 等于多少?

解:若 (3 3 x + 1 )n

= a + a x + a x 2 + ??? + a x n ,有 P = a + a + ??? + a , S = C 0 + ?? +C n = 2n ,

0 1 2 n 0 1 n n n

令 x = 1 得 P = 4n ,又 p + s = 272 ,即 4n + 2n = 272 ? (2 n + 17)(2 n - 16) = 0 解得

2n = 16或2n = -17(舍去) ,∴ n = 4 .

练:若 ? 3 x -

?

1 ? n x ?

? 1 ? n

?

x ?

C 3 (3 x )3 ? (-

1

6

)3 = -540 .

2

+ ???+

2009

的值为

, 可得a + 1 +

2 + ???+

2 2 22 22009 2 22 22009 a

在令x = 0可得a = 1,因而 1 + 2 + ???+

2 2 22009

例: 若(1- 2 x )2009 = a + a x 1 + a x 2 + a x 3 +

+ a

1

2

3

2009

x 2009 ( x ∈ R), 则

解: 令x =

a a a

2009 = -1.

0 练: 若( x - 2)5 = a x 5 + a x 4 + a x 3 + a x 2 + a x 1 + a , 则a + a + a + a + a = ____.

5

4 3 2 1 0 1 2 3 4 5

解: 令x = 0得a = -32, 令x = 1得a + a + a + a + a + a = -1,

0 0

1

2

3

4

5

∴ a + a + a + a + a = 31.

1 2

3

4

5

题型十一:整除性;

例:证明: 32 n + 2 - 8n - 9( n ∈ N * ) 能被 64 整除

证: 32n +2 - 8n - 9 = 9n +1 - 8n - 9 = (8 + 1)n +1 - 8n - 9

= C 0 8n +1 + C 1 8n + ??? + C n -182 + C n 81 + C n +1 - 8n - 9

n +1

n +1 n +1 n +1 n +1

= C 0 8n +1 + C 1 8n + ??? + C n -182 + 8(n + 1) + 1 - 8n - 9 = C 0 8n +1 + C 1 8n + ??? + C n -182

n +1

n +1 n +1 n +1 n +1 n +1

由于各项均能被 64 整除∴ 32 n +2 - 8n - 9( n ∈ N * )能被 64整除

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档