高中数学 二项式定理教学案 新人教A版选修2-2
- 格式:doc
- 大小:246.00 KB
- 文档页数:13
1.3.1二项式定理教案 新人教A 版选修选修2-3
教学目的:
1、使同学理解二项式展开式与组合之间的联系,掌握二项式定理及二项式展开式的通项公式。
会利用二项展开式及通项公式解决有关问题。
2、在同学对二项展开式的探究过程中,培养训练同学的观察、联想、归纳等探究能力。
3、通过同学自主参与和探究二项式定理,培养同学解决数学问题的兴趣和信心;并运用“杨辉三角”这一载体,在课堂中渗透民族精神教育。
教学重点:二项式定理
教学难点:二项式展开式的探究。
授课类型:新授课
教学过程:
一、复习引入:
前一阶段,我们学习了排列组合与概率,我们知道了对于多项式的展开式的项数问题可以运用乘法原理求解。
如:
例1、(1)求))()((5432121321c c c c c b b a a a +++++++展开后的项数。
(2)求))((b a b a ++展开后的项数。
(3)求))((c b a c b a ++++展开后的项数。
疑问1:
(2)的项数为4,与我们已知的:2222)(b ab a b a ++=+项数为3不一致。
为什么?
(3)的项数为3,与我们已知的:bc ac ab c b a c b a 222)(2222+++++=++项数为6不一致。
为什么?
引导同学得出结论:由于同类项的合并因此项数减少了。
其实,多项式的展开问题比我们想象的要复杂的多,它涉及展开式的项数、项、项的系数等问题,但也并不是没有规律可循,我们可以运用有关知识来解决。
想不想来试试? 引出课题:二项式定理
二、新授
我们先来研究二项式n b a )(+的展开式。
二项式定理习题课教学目标知识与技能1.能熟练地掌握二项式定理的展开式及其有关概念.2.会用二项式定理解决与二项展开式有关的简单问题.3.能熟练掌握杨辉三角及二项式系数的有关性质.4.会用二项式系数的性质解决一些简单问题,并能熟练地使用赋值法.过程与方法1.能解决二项展开式的有关概念问题:项、二项式系数、系数、有理项、无理项、常数项、整数项等.2.能用二项式定理解决诸如整除、近似值、求和等有关问题.3.能用二项式系数的有关性质,解决诸如:最值、二项式系数和、系数和等问题.情感、态度与价值观1.培养学生对整个数学知识的驾驭能力,能在一定高度上进行数学知识的应用.2.培养学生观察、归纳的能力以及分析问题与解决问题的能力.3.进一步提升学生学好数学用好数学的积极性,进一步提升学生学习数学的兴趣.重点难点教学重点:掌握二项展开式,掌握二项式系数的有关性质,掌握解决二项式定理性质等有关问题的方法.教学难点:利用二项式定理解决有关问题,利用二项式系数的性质解决有关问题.教学过程复习巩顾前面我们学习了二项式定理,请回顾:1.(a+b)n=________________(n∈N*),这个公式表示的定理叫做二项式定理,公式右边的多项式叫做(a+b)n的______________,其中C r n(r=0,1,2,…,n)叫做______________,通项是指展开式的第__________________项,共有____________项.其中二项式系数是____________,系数是____________.2.二项式系数的四个性质(杨辉三角的规律) (1)对称性:____________________. (2)性质2:______________________.(3)二项式系数的最大值________________________.(4)二项式系数之和____________________,所用方法是____________________. 答案:1.(a +b)n=C 0n a n+C 1n an -1b +C 2n an -2b 2+…+C r n an -r b r+…+C n n b n(n∈N )、展开式、二项式系数、r +1、n +1、C rn 、变量前的常数2.(1)C mn =-mn (2)C rn +1=C r -1n +C rn(3)当n 是偶数时,中间的一项取得最大值,即C n2n 最大;当n 是奇数时,中间的两项相等,且同时取得最大值,即C n -12n =C n +12n 最大(4)C 0n +C 1n +C 2n +…+C rn +…+C nn =2n赋值法典型示例类型一:二项展开式的有关概念 例1试求:(1)(x 3-2x 2)5的展开式中x 5的系数;(2)(2x 2-1x)6的展开式中的常数项;(3)在(3x +32)100的展开式中,系数为有理数的项的个数.思路分析:理解二项展开式的有关概念,什么是二项式系数,什么是系数,什么是项,什么是常数项、有理项、无理项等,其实都是由通项入手,根据变量的系数、指数进行判断,当指数为0时是常数项,当指数是整数时是有理项,当指数是分数时是无理项.解:(1)T r +1=C r5(x 3)5-r(-2x2)r =(-2)r C r 5x 15-5r ,依题意15-5r =5,解得r =2.故(-2)2C 25=40为所求x 5的系数.(2)T r +1=C r 6(2x 2)6-r(-1x)r =(-1)r ·26-r ·C r 6x 12-3r ,依题意12-3r =0,解得r =4.故(-1)4·22C 26=60为所求的常数项.(3)T r +1=C r 100(3x)100-r(32)r =C r100·350-r 2·2r 3x 100-r ,要使x 的系数为有理数,指数50-r 2与r 3都必须是整数,因此r 应是6的倍数,即r =6k(k∈Z ),又0≤6k≤100,解得0≤k≤1623(k∈Z ),∴x 的系数为有理数的项共有17项.点评:求二项展开式中具有某特定性质的项,关键是确定r 的值或取值X 围.应当注意的是二项式系数与二项展开式中各项的系数不是同一概念,要加以区分.[巩固练习]试求:(1)(x +2)10(x 2-1)的展开式中x 10的系数;(2)(|x|+1|x|-2)3的展开式中的常数项.解:(1)∵(x+2)10=x 10+20x 9+180x 8+…,∴(x+2)10(x 2-1)的展开式中x 10的系数是-1+180=179.(2)∵(|x|+1|x|-2)3=(|x|-1|x|)6,∴所求展开式中的常数项是-C 36=-20.类型二:二项展开式的有关应用——简单应用例2求(x -1)-(x -1)2+(x -1)3-(x -1)4+(x -1)5的展开式中x 2的系数. 解:∵(x-1)-(x -1)2+(x -1)3-(x -1)4+(x -1)5=x -1{1-[-x -1]5}1-[-x -1]=x -1+x -16x ,∴所求展开式中x 2的系数就是(x -1)6的展开式中x 3的系数-C 36=-20.点评:这是一组将一个二项式扩展为假设干个二项式相乘或相加,或扩展为简单的三项展开式的问题,求解的关键在于转化为二项展开式的问题,转化时要注意分析题目中式子的结构特征.能够最大限度地考查学生对知识的把握程度.[巩固练习](1-x)5+(1-x)6+(1-x)7+(1-x)8的展开式中x 3项的系数是( )A .74B .121C .-74D .-121 解析:先求和:(1-x)5+(1-x)6+(1-x)7+(1-x)8=1-x 5[1-1-x4]1-1-x=1-x5[4x -6x 2+4x 3-x 4]x,分子的展开式中x 4的系数,即为原式的展开式中x 3项的系数,(-1)×1+4×(-C 15)-6C 25+4×(-C 35)=-1-20-60-40=-121,所以选D.答案:D类型三:二项展开式的有关应用:整除、不等式、近似值等问题 例3证明:(1)2≤(1+1n)n <3,其中n∈N *;(2)证明:对任意非负整数n,33n-26n -1可被676整除.思路分析:对于二项式中的不等式,通过展开式,分析其中的特殊项,可以证明一些简单的不等式问题;对于整除问题同样如此,关键是把二项式拆成676的形式;对于比较麻烦的数列问题,我们经常采用的方法就是数学归纳法,此题也不例外.证明:(1)(1+1n )n =1+C 1n ·1n +C 2n (1n )2+…≥2(当且仅当n =1时取等号).当n =1时,(1+1n)n=2<3显然成立;当n≥2时,(1+1n )n =C 0n +C 1n ·1n +C 2n ·1n 2+…+C nn ·1n n =2+n(n -1)2!1n 2+n(n -1)(n -2)3!1n 3+…+n(n -1)…2·1n !1n n =2+12!n n n -1n +13!n n n -1n n -2n +…+1n !n n n -1n …2n 1n <2+12!+13!+…1n !<2+11×2+12×3+…+1n(n -1)=2+(1-12)+(12-13)+…+(1n -1-1n )=3-1n <3.综上所述:2≤(1+1n)n <3,其中n∈N *.(2)当n =0,n =1时33n-26n -1=0,显然33n-26n -1可被676整除.当n≥2时,33n-26n -1=27n-26n -1=(1+26)n-26n -1=1+26n +C 2n ·262+…+C nn ·26n-26n -1=C 2n ·262+C 3n ·263+…+C nn 26n=676(C 2n +26C 3n +…+26n -2C nn).综上所述:对任意非负整数n,33n-26n -1可被676整除.点评:用二项式定理解决整除问题是二项式定理的一大特色,这是二项展开式的一种基本应用,通过对二项式的拆解,我们可以解决一些看似很难但易解决的问题.[巩固练习]m ,n 是正整数,f(x)=(1+x)m+(1+x)n的展开式中x 的系数为7, (1)试求f(x)中的x 2的系数的最小值;(2)对于使f(x)中的x 2的系数为最小的m ,n ,求出此时x 3的系数; (3)利用上述结果,求f(0.003)的近似值(精确到0.01). 解:根据题意得:C 1m +C 1n =7,即m +n =7.(*)(1)x 2的系数为C 2m+C 2n=m(m -1)2+n(n -1)2=m 2+n 2-m -n2.将(*)变形为n =7-m 代入上式得:x 2的系数为m 2-7m +21=(m -72)2+354.故当m =3或4时,x 2的系数的最小值为9.(2)当m =3,n =4或m =4,n =3时,x 3的系数为C 33+C 34=5. (3)f(0.003)≈2.02.类型四:二项式系数的最大值、系数的最大值问题 例4求(x -1)9的展开式中系数最大的项.思路分析:二项式系数最大的项我们可以根据公式求解,但是系数最大的项怎么求呢?观察此题中二项式系数与系数之间的关系,我们发现它们只不过相差一个负号而已,所以可以通过二项式系数的大小反映系数的大小,只不过要注意正负号.解:T r +1=(-1)r C r 9x 9-r .∵C 49=C 59=126,而(-1)4=1,(-1)5=-1,∴T 5=126x 5是所求系数最大的项.点评:此类问题仍然是利用二项展开式的通项公式来求解,但在解题过程中要注意一些常用方法和数学思想的应用.[巩固练习] 求(x +124x)8展开式中系数最大的项.解:记第r 项系数为T r ,设第k 项系数最大,那么有⎩⎪⎨⎪⎧T k ≥T k -1,T k ≥T k +1,又T r =C r -182-r +1,那么有⎩⎪⎨⎪⎧C k -182-k +1≥C k -282-k +2,C k -182-k +1≥C k 82-k ,即⎩⎪⎨⎪⎧8!(k -1)!(9-k)!≥8!(k -2)!(10-k)!×2,8!(k -1)!(9-k)!×2≥8!k !(8-k)!,∴⎩⎪⎨⎪⎧1k -1≥2k -2,29-k ≥1k .解得3≤k≤4,∴系数最大的项为第3项T 3=7x 52和第4项T 4=7x 72.类型五:二项式系数之和、系数之和等问题例5假设(2x +3)4=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4,那么(a 0+a 2+a 4)2-(a 1+a 3)2的值等于__________;思路分析:注意到与系数的和差有关,所以可以用赋值法求得奇数项的系数之和与偶数项的系数之和,注意使用平方差公式.解:令x =1,得a 0+a 1+a 2+a 3+a 4=(2+3)4,令x =-1,得a 0-a 1+a 2-a 3+a 4=(3-2)4,由此可得(a 0+a 2+a 4)2-(a 1+a 3)2=(a 0+a 1+a 2+a 3+a 4)(a 0-a 1+a 2-a 3+a 4)=[(3+2)(3-2)]4=1.点评:在二项式系数的性质应用中,尤其是系数和的问题,我们经常使用赋值法,这是一种奇妙的方法,可以帮助我们在不用计算每一个系数的前提下,求出各个系数的和.[巩固练习](1-2x)7=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 7x 7, 求(1)a 0+a 1+…+a 7的值;(2)a 0+a 2+a 4+a 6及a 1+a 3+a 5+a 7的值; (3)各项二项式系数和.解:(1)令x =1,那么a 0+a 1+…+a 7=-1.(2)令x =-1,那么a 0-a 1+a 2-a 3+…+a 6-a 7=2 187. 那么a 1+a 3+a 5+a 7=-1 094;a 0+a 2+a 4+a 6=1 093. (3)各项二项式系数和C 07+C 17+…+C 77=27=128. [拓展实例]例1(1+3x)6(1+14x)10的展开式中的常数项为( )A.1 B.46 C.4 245 D.4 246思路分析:对于非一般的二项式问题,要注意转化成二项式问题解决.此题虽然有两个式子相乘,只要我们写出整个式子的通项,令指数为0,即可求得常数项.解:先求(1+3x)6的展开式中的通项.T r+1=C r6(x13)r=C r6xr3,r=0,1,2,3,4,5,6.再求(1+14x )10的展开式中的通项.T k+1=C k10(x-14)k=C k10x-k4,k=0,1,2,3,4,…,10.两通项相乘得:C r6x r3C k10x-k4=C r6C k10xr3-k4,令r3-k4=0,得4r=3k,这样一来,(r,k)只有三组:(0,0),(3,4),(6,8)满足要求.故常数项为:1+C36C410+C66C810=4 246.点评:对于乘积的式子或者三项的式子的展开问题,我们可以通过化归思想,将其转化成二项展开式问题.要注意此题中,常数项的位置有三处.[巩固练习](1+x+x2)(x+1x3)n的展开式中没有..常数项,n∈N*,且2≤n≤8,那么n=______.解析:依题意(x+1x3)n,对n∈N*,且2≤n≤8中,只有n=5时,其展开式既不出现常数项,也不会出现与x、x2乘积为常数的项.故填5.答案:5[变练演编](1)对于9100你能编出什么样的整除问题?如9100被________整除的余数是________.(2)(2x2-1x)6的展开式中的常数项是第____________项,整数项是第______________项,x的最高次项是第______________项,二项式系数之和是______________,系数之和是______________.将你能得到的所有正确的答案一一列举出来.答案:(1)这是一个开放性的问题,学生可以有多种答案,比如说9100被8整除的余数是1,9100被80整除的余数是1等等.(2)T r +1=C r6(2x 2)6-r(-1x)r =(-1)r ·26-r ·C r 6x 12-3r .依题意12-3r =0,解得r =4,所以常数项是第5项;整数项是第1,2,3,4,5项;x 的最高次项是第1项;二项式系数之和为64;系数之和为1.设计意图:变练演编——这种开放性的设计,能够有效地提高学生学习的积极性,使得编题不仅仅是老师的专利,学生在编题解题的过程中,领悟知识,提高能力,增长兴趣,增强信心,不仅有助于训练同学们的常规思维,还能培养同学们的逆向思维,最终提高学生的数学成绩.[达标检测] 1.(x -13x)12展开式中的常数项为( )A .-1 320B .1 320C .-220D .220 2.(1-x)6(1+x)4的展开式中x 的系数是( ) A .-4 B .-3 C .3 D .4 3.假设(1-2x)2 005=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 2 005x2 005(x∈R ),那么(a 0+a 1)+(a 0+a 2)+(a 0+a 3)+…+(a 0+a 2 005)=________(用数字作答).答案:1.C 2.B 3.2 003反考老师:即由学生出题,教师现场解答(约8分钟).(活动设计:请学生到黑板板书题目,要求别太烦琐,且与本节习题课内容相符.一般不多于3道题,教师尽可能全部解答,具体解答数目视题目难度和时间而定.教师要边做边讲,以向学生现场展示解题思路的发现过程和解题能力.做完后,请学生给“阅卷〞)课堂小结活动设计:先给学生1~2分钟的时间默写本节的主要基础知识、方法,例题、题目类型、解题规律等;然后用精练的、精确的语言概括本节的知识脉络,思想方法,解题规律等.活动成果:(板书)1.知识收获:二项式定理、二项展开式、二项式系数的性质.2.方法收获:利用二项式定理解决有关问题,利用二项式系数的性质解决有关问题. 3.思维收获:合作意识,创新精神,增加了学习数学的积极性,提升学习数学的兴趣. 设计意图:通过学生自己总结所学、所识、所想,不但能充分表达新课程的理念,还能充分发挥学生在课堂上的“主人翁〞精神,真正表达了学生的主体地位.不仅可以使学生更好地掌握本节所学,而且还能提高学生学习的主动性,提高学生学习数学的兴趣,久而久之,学生的数学水平与数学素养必定会得到长足的提高!补充练习[基础练习]1.计算1-3C 1n +9C 2n -27C 3n +…+(-1)n 3n C nn . 2.(x +1x -2)3的展开式中,常数项是________.3.(3x -13x2)n ,n∈N *的展开式中各项系数和为128,那么展开式中1x3的系数是( )A .7B .-7C .21D .-21 4.求(x -13x)10的展开式中有理项共有________项.1.解:原式=C 0n +C 1n (-3)1+C 2n (-3)2+C 3n (-3)3+…+C 3n (-3)n=(1-3)n=(-2)n. 2.解析:(x +1x -2)3=[(x -1)2x ]3=(x -1)6x 3. 上述式子展开后常数项只有一项C 36x3-13x3,即-20.3.解析:由条件可得:(3-1)n=128,n =7. ∵T r +1=(-1)r C r7(3x)7-r(13x2)r =(-1)r C r 737-rx7-53r.令7-5r3=-3,那么有:r =6.所以二项展开式中1x 3的系数是:T 7=(-1)6C 6737-6=21,应选C.4.解析:∵T r +1=C r10(x)10-r(-13x)r =C r 10(-1)rx5-56r.∴当r =0,6时,所对应的项是有理项.故展开式中有理项有2项. [拓展练习]5.(1+kx 2)6(k 是正整数)的展开式中,x 8的系数小于120,那么k =____________. 6.设n∈N ,那么C 1n +C 2n 6+C 3n 62+…+C n n 6n -1=____________.5.解析:(1+kx 2)6按二项式定理展开的通项为T r +1=C r6(kx 2)r=C r 6k r x 2r,我们知道x 8的系数为C 46k 4=15k 4,即15k 4<120,也即k 4<8,而k 是正整数,故k 只能取1.6.解:C 1n +C 2n 6+C 3n 62+…+C n n 6n -1=16C 0n +C 1n +C 2n 6+…+C n n 6n -1-16C 0n =16(C 0n +C 1n 6+C 2n 62+…+C n n 6n -1)=16[(1+6)n-1]=16(7n -1).设计说明二项式定理的内容,是各地高考中经常要考查的内容之一,其形式主要是选择题和填空题,题型往往相对稳定,思路方法常常是利用二项展开式的通项公式、二项式系数的有关性质等.常见的二项式问题有:求二项展开式中某一项或某一项的系数,求所有项系数的和或奇(偶)数项系数和,求展开式的项数,求常数项,求近似值,证明不等式等.实际教学的过程中,要努力把表现的机会让给学生,以发挥他们的自主精神;尽量创造让学生活动的机会,以让学生在直接体验中建构自己的知识体系;尽量引导学生发挥其创造意识,以使他们能在创造的氛围中学习.二项式定理是初中学习的多项式乘法的继续,它所研究的是一种特殊的多项式——二项式的乘方的展开式.二项式定理既是排列组合的直接应用,又与概率理论中的三大概率分布之一的二项分布有着密切联系.掌握好二项式定理既可对初中学习的多项式的变形起到很好的复习、深化作用,又可以为进一步学习概率统计做好必要的知识储备.所以有必要掌握好二项式定理的相关内容.备课资料 二项式定理 同步练习选择题1.C 7n +1-C 7n =C 8n ,那么n 等于( )word11 / 11 A .14 B .12 C .13 D .152.C 0n +3C 1n +9C 2n …+3n C nn 的值等于( )A .4nB .3·4n C.4n 3-1 D.4n-133.C 111+C 311+…+C 911的值为( )A .2 048B .1 024C .1 023D .5124.(x +1)(2x +1)(3x +1)……(nx+1)展开式中x 的一次项系数为( )A .C n -1nB .C 2nC .C 2n +1D .不能用组合数表示5.设(1+x +x 2)n =a 0+a 1x +a 2x 2+…a 2n x 2n,那么a 0+a 1+a 2+…+a 2n 等于 …() A .22n B .3n C.3n -12 D.3n+126.假设n 是正奇数,那么7n +C 1n 7n -1+C 2n 7n -2+…C n -1n 7被9除的余数为( )A .2B .5C .7D .87.(1+x)2+(1+x)3+…+(1+x)10展开式中x 4的系数为( )A .C 511 B .C 411 C .C 510D .C 410填空题8.(a +b)n 展开式中第r 项为__________.9.11100-1的末位连续零的个数为__________.参考答案1.A 2.A 3.C 4.C 5.B 6.C 7.A5.提示:令x =1即可.8.T r =C r -1n a n +1-rb r -19.3。
最新整理高二数学教案(新人教A版选修2-3)二项
式定理教案
1.3二项式定理
学习目标:
1 掌握二项式定理和二项式系数的性质。
2.能灵活运用展开式、通项公式、二项式系数的性质解题
学习重点:如何灵活运用展开式、通项公式、二项式系数的性质解题
学习难点:如何灵活运用展开式、通项公式、二项式系数的性质解题
授课类型:新授课
课时安排:1课时
教具:多媒体、实物投影仪
教学过程:
一、复习引入:
1.二项式定理及其特例:
(1),
(2) .
2.二项展开式的通项公式:
3.求常数项、有理项和系数最大的项时,要根据通项公式讨论对的限制;求有理项时要注意到指数及项数的整数性
4 二项式系数表(杨辉三角)
展开式的二项式系数,当依次取…时,二项式系数表,表中每行两端都是,除以外的每一个数都等于它肩上两个数的和
5.二项式系数的性质:
展开式的二项式系数是,,,…,.可以看成以为自变量的函数,定义域是,例当时,其图象是个孤立的点(如图)
(1)对称性.与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等(∵).
直线是图象的对称轴.
(2)增减性与最大值:当是偶数时,中间一项取得最大值;当是奇数时,中间两项,取得最大值.
(3)各二项式系数和:
∵,
令,则
二、讲解范例:
例1.设,
当时,求的值
解:令得:
,
∴,
点评:对于,令即可得各项系数的和的值;令即,可得奇数项系数和与偶数项和的关系
例2.求证:.
证(法一)倒序相加:设①
又∵②
∵,∴,
由①+②得:,
∴,即.。
⼈教版⾼中数学《⼆项式定理》全国⼀等奖教学设计《⼆项式定理(⼀)》教学设计⼀、教学内容解析《1.3.1⼆项式定理》是《普通⾼中课程标准实验教科书-数学》选修2-3第⼀章第三部分第⼀节的内容,这节课内容上只有⼀个⼆项式定理但它却是前⾯内容的继续,也是后⾯内容的开始。
在计数原理之后学习⼆项式定理,⼀⽅⾯是因为它的证明要⽤到计数原理,可以把它看做为计数原理的⼀个应⽤。
另⼀⽅⾯也是为后⾯学习随机变量及分布做准备。
⼆项式定理具有较⾼应⽤价值和思维训练价值,不仅能解决某些整除性、近似计算问题的⼀种⽅法,并能解释集合的⼦集个数问题;再者,⼆项式定理不仅仅是初中多项式乘法的拓展,它⼜是学⽣进⼀步学习数学分析中函数级数展开式的⼀个特例,在组合理论、开⾼次⽅、⾼阶等差数列求和中有⼴泛的应⽤,因此这节课在⾼中数学中有着⼗分重要的作⽤。
通过本课的教学,进⼀步提⾼学⽣的归纳演绎能⼒,让学⽣感受体验数学的简洁美、和谐美和对称美。
教材中的⼆项式定理主要包括:定理本⾝,通项公式,⼆项式系数的性质等.通过⼆项式定理的学习应该让学⽣掌握有关知识,同时在求展开式、其通项、证恒等式、近似计算等⽅⾯形成技能或技巧;进⼀步体会过程分析与特殊化⽅法等等的运⽤;重视学⽣正确情感、态度和世界观的培养和形成。
⼆项式定理本⾝是教学重点,因为它是后⾯各种应⽤的基础.通项公式,⼆项式系数的性质,特殊化⽅法等意义重⼤⽽深远,所以也应该是重点。
⼆项式定理的证明是⼀个教学难点.这是因为证明中符号⽐较抽象、需要恰当地运⽤组合数的性质。
⼆、学情分析学⽣已经学习了计数原理、排列组合及合情推理的相关知识,已经具备了⼀定的归纳演绎和分析事件⽅法种数的能⼒。
但是学⽣对数学严谨性的把握还不够,研究问题的⽅法和能⼒有待提⾼,有些学⽣容易粗⼼,对细节知识的把握还不够好。
本节课⼆项式定理的推导运⽤了先猜想后证明,由特殊到⼀般的研究问题的思想⽅法。
因此本堂课采⽤⼩组讨论学习,让学⽣在相互讨论的过程中直接或间接地感受和体验知识的产⽣、发展和演变过程,提⾼学⽣分析解决问题的能⼒。
1.3.1二项式定理教学目标:知识与技能:进一步掌握二项式定理和二项展开式的通项公式 过程与方法:能解决二项展开式有关的简单问题情感、态度与价值观:教学过程中,要让学生充分体验到归纳推理不仅可以猜想到一般性的结果,而且可以启发我们发现一般性问题的解决方法。
教学重点:二项式定理及通项公式的掌握及运用 教学难点:二项式定理及通项公式的掌握及运用 授课类型:新授课 课时安排:3课时教 具:多媒体、实物投影仪 内容分析:二项式定理是初中乘法公式的推广,是排列组合知识的具体运用,是学习概率的重要基础.这部分知识具有较高应用价值和思维训练价值.中学教材中的二项式定理主要包括:定理本身,通项公式,杨辉三角,二项式系数的性质等.通过二项式定理的学习应该让学生掌握有关知识,同时在求展开式、其通项、证恒等式、近似计算等方面形成技能或技巧;进一步体会过程分析与特殊化方法等等的运用;重视学生正确情感、态度和世界观的培养和形成.二项式定理本身是教学重点,因为它是后面一切结果的基础.通项公式,杨辉三角,特殊化方法等意义重大而深远,所以也应该是重点.二项式定理的证明是一个教学难点.这是因为,证明中符号比较抽象、需要恰当地运用组合数的性质2、需要用到不太熟悉的数学归纳法.在教学中,努力把表现的机会让给学生,以发挥他们的自主精神;尽量创造让学生活动的机会,以让学生在直接体验中建构自己的知识体系;尽量引导学生的发展和创造意识,以使他们能在再创造的氛围中学习. 教学过程:一、复习引入:⑴22202122222()2a b a ab b C a C ab C b +=++=++;⑵3322303122233333()33a b a a b ab b C a C a b C ab C b +=+++=+++⑶4()()()()()a b a b a b a b a b +=++++的各项都是4次式, 即展开式应有下面形式的各项:4a ,3a b ,22a b ,3ab ,4b ,展开式各项的系数:上面4个括号中,每个都不取b 的情况有1种,即04C 种,4a 的系数是04C ;恰有1个取b 的情况有14C 种,3a b 的系数是14C ,恰有2个取b 的情况有24C 种,22a b 的系数是24C ,恰有3个取b 的情况有34C 种,3ab 的系数是34C ,有4都取b 的情况有44C 种,4b 的系数是44C ,∴40413222334444444()a b C a C a b C a b C a b C b +=++++. 二、讲解新课:二项式定理:01()()n n nr n r r n nn n n n a b C a C a b C a b C b n N -*+=+++++∈⑴()na b +的展开式的各项都是n 次式,即展开式应有下面形式的各项:n a ,n a b ,…,n r r a b -,…,n b ,⑵展开式各项的系数:每个都不取b 的情况有1种,即0n C 种,n a 的系数是0n C ; 恰有1个取b 的情况有1n C 种,n a b 的系数是1n C ,……, 恰有r 个取b 的情况有r n C 种,n rr ab -的系数是r n C ,……,有n 都取b 的情况有n n C 种,nb 的系数是nn C ,∴01()()n n nr n r r n nn n n n a b C a C a b C a b C b n N -*+=+++++∈,这个公式所表示的定理叫二项式定理,右边的多项式叫()na b +的二项展开式,⑶它有1n +项,各项的系数(0,1,)rn C r n =叫二项式系数,⑷r n rr n C ab -叫二项展开式的通项,用1r T +表示,即通项1r n r rr nT C a b -+=. ⑸二项式定理中,设1,a b x ==,则1(1)1n r rn n n x C x C x x +=+++++三、讲解范例:例1.展开41(1)x+.解一: 411233444411111(1)1()()()()C C C x x x x x +=++++23446411x x x x=++++. 解二:4444413123444111(1)()(1)()1x x C x C x C x x x x⎡⎤+=+=++++⎣⎦ 23446411x x x x=++++.例2.展开6.解:6631(21)x x =-61524332216666631[(2)(2)(2)(2)(2)(2)1]x C x C x C x C x C x x=-+-+-+ 32236012164192240160x x x x x x =-+-+-+.例3.求12()x a +的展开式中的倒数第4项解:12()x a +的展开式中共13项,它的倒数第4项是第10项,9129933939911212220T C x a C x a x a -+===.例4.求(1)6(23)a b +,(2)6(32)b a +的展开式中的第3项.解:(1)24242216(2)(3)2160T C a b a b +==, (2)24242216(3)(2)4860T C b a b a +==.点评:6(23)a b +,6(32)b a +的展开后结果相同,但展开式中的第r 项不相同例5.(1)求9(3x+的展开式常数项; (2)求9(3x +的展开式的中间两项 解:∵399292199()33r r r r r r r x T C C x ---+==⋅, ∴(1)当390,62r r -==时展开式是常数项,即常数项为637932268T C =⋅=; (2)9(3x +的展开式共10项,它的中间两项分别是第5项、第6项,489912593423T C xx--=⋅=,15951092693T C x --=⋅= 例6.(1)求7(12)x +的展开式的第4项的系数; (2)求91()x x-的展开式中3x 的系数及二项式系数解:7(12)x +的展开式的第四项是333317(2)280T C x x +==,∴7(12)x +的展开式的第四项的系数是280.(2)∵91()x x-的展开式的通项是9921991()(1)r rr r r r r T C xC x x--+=-=-, ∴923r -=,3r =,∴3x 的系数339(1)84C -=-,3x 的二项式系数3984C =.例7.求42)43(-+x x 的展开式中x 的系数分析:要把上式展开,必须先把三项中的某两项结合起来,看成一项,才可以用二项式定理展开,然后再用一次二项式定理,,也可以先把三项式分解成两个二项式的积,再用二项式定理展开解:(法一)42)43(-+x x 42]4)3[(-+=x x02412344(3)(3)4C x x C x x =+-+⋅22224(3)4C x x ++⋅3234444(3)44C x x C -+⋅+⋅,显然,上式中只有第四项中含x 的项,∴展开式中含x 的项的系数是76843334-=⋅⋅-C(法二):42)43(-+x x 4)]4)(1[(+-=x x 44)4()1(+-=x x)(4434224314404C x C x C x C x C +-+-=0413222334444444(4444)C x C x C x C x C +⋅+⋅+⋅+⋅∴展开式中含x 的项的系数是34C -334444C +768-=.例8.已知()()nm x x x f 4121)(+++= *(,)m n N ∈的展开式中含x 项的系数为36,求展开式中含2x 项的系数最小值分析:展开式中含2x 项的系数是关于n m ,的关系式,由展开式中含x 项的系数为36,可得3642=+n m ,从而转化为关于m 或n 的二次函数求解解:()()1214m nx x +++展开式中含x 的项为1124m n C x C x ⋅+⋅=11(24)m n C C x + ∴11(24)36m n C C +=,即218m n +=,()()1214mnx x +++展开式中含2x 的项的系数为t =222224mn C C +222288m m n n =-+-, ∵218m n +=, ∴182m n =-,∴222(182)2(182)88t n n n n =---+-216148612n n =-+23715316()44n n =-+,∴当378n =时,t 取最小值,但*n N ∈, ∴ 5n =时,t 即2x 项的系数最小,最小值为272,此时5,8n m ==.例9.已知n 的展开式中,前三项系数的绝对值依次成等差数列,(1)证明展开式中没有常数项;(2)求展开式中所有的有理项 解:由题意:1221121()22n n C C ⋅=+⋅,即0892=+-n n ,∴8(1n n ==舍去)∴818(rr rr T C-+=⋅82481()2r r r r C x x --=-⋅⋅()1638412r rr r C x -=-⋅08r r Z ≤≤⎛⎫⎪∈⎝⎭①若1+r T 是常数项,则04316=-r,即0316=-r , ∵r Z ∈,这不可能,∴展开式中没有常数项; ②若1+r T 是有理项,当且仅当4316r-为整数, ∴08,r r Z ≤≤∈,∴ 0,4,8r =,即 展开式中有三项有理项,分别是:41x T =,x T 8355=,292561-=x T 例10.求60.998的近似值,使误差小于0.001.解:66011666660.998(10.002)(0.002)(0.002)C C C =-=+-++-,展开式中第三项为2260.0020.00006C =,小于0.001,以后各项的绝对值更小,可忽略不计,∴66011660.998(10.002)(0.002)0.998C C =-≈+-=,一般地当a 较小时(1)1na na +≈+四、课堂练习:1.求()623a b +的展开式的第3项. 2.求()632b a +的展开式的第3项. 3.写出n 33)x21x (-的展开式的第r+1项.4.求()732x x+的展开式的第4项的二项式系数,并求第4项的系数.5.用二项式定理展开:(1)5(a +;(2)5. 6.化简:(1)55)x 1()x 1(-++;(2)4212142121)x3x 2()x3x 2(----+7.()5lg xx x +展开式中的第3项为610,求x .8.求nx x 21⎪⎭⎫ ⎝⎛-展开式的中间项答案:1. 262242216(2)(3)2160T C a b a b -+==2. 262224216(3)(2)4860T C b a a b -+==3.2311(2rn rr n r rr r n n T C C x --+⎛⎫==- ⎪⎝⎭4.展开式的第4项的二项式系数3735C =,第4项的系数3372280C =5. (1)552(510105a a a a a b =++; (2)52315(2328x x x x =+-. 6. (1)552(1(122010x x +=++;(2)1111442222432(23)(23)192x x x x x x--+--=+7. ()5lg xx x +展开式中的第3项为232lg 632lg 551010xx C xx ++=⇒=22lg 3lg 50x x ⇒+-=5lg 1,lg 2x x ⇒==-10,1000x x ⇒==8. nx x 21⎪⎭⎫ ⎝⎛-展开式的中间项为2(1)n nn C -五、小结 :二项式定理的探索思路:观察——归纳——猜想——证明;二项式定理及通项公式的特点六、课后作业: P36 习题1.3A 组1. 2. 3.4 七、板书设计(略)八、教学反思:(a+b) n=这个公式表示的定理叫做二项式定理,公式右边的多项式叫做 (a+b)n的 ,其中rn C (r=0,1,2,……,n )叫做 , 叫做二项展开式的通项,它是展开式的第 项,展开式共有 个项. 掌握二项式定理和二项展开式的通项公式,并能用它们解决与二项展开式有关的简单问题。
1.3.1二项式定理第一课时一、复习引入: ⑴22202122222()2a b a ab b C a C ab C b +=++=++;⑵33223031222333333()33a b a a b ab b C a C a b C ab C b +=+++=+++⑶4()()()()()a b a b a b a b a b +=++++的各项都是4次式,即展开式应有下面形式的各项:4a ,3ab ,22a b ,3ab ,4b ,展开式各项的系数:上面4个括号中,每个都不取b 的情况有1种,即04C 种,4a 的系数是04C ;恰有1个取b 的情况有14C 种,3a b 的系数是14C ,恰有2个取b 的情况有24C 种,22a b 的系数是24C ,恰有3个取b 的情况有34C 种,3ab 的系数是34C ,有4都取b 的情况有44C 种,4b 的系数是44C , ∴40413222334444444()a b C a C a b C a b C a b C b +=++++.二、讲解新课: 二项式定理:01()()nn nr n r rn nn n n n a b C a C a b C a b C b n N -*+=+++++∈⑴()na b +的展开式的各项都是n 次式,即展开式应有下面形式的各项:n a ,n a b ,…,n r r a b -,…,n b ,⑵展开式各项的系数:每个都不取b 的情况有1种,即0n C 种,n a 的系数是0n C ; 恰有1个取b 的情况有1n C 种,nab 的系数是1n C ,……, 恰有r 个取b 的情况有r n C 种,n rr ab -的系数是rn C ,……,有n 都取b 的情况有nn C 种,nb 的系数是nn C , ∴01()()nn nr n r rn nn n n n a b C a C a b C a b C b n N -*+=+++++∈,这个公式所表示的定理叫二项式定理,右边的多项式叫()na b +的二项展开式,⑶它有1n +项,各项的系数(0,1,)rn C r n =叫二项式系数,⑷r n rr n C ab -叫二项展开式的通项,用1r T +表示,即通项1r n r rr n T C a b -+=.⑸二项式定理中,设1,a b x ==,则1(1)1n r r n nn x C x C x x +=+++++三、讲解范例:例1.展开41(1)x+. 解一: 411233444411111(1)1()()()()C C C x x x x x +=++++23446411x x x x =++++.解二:4444413123444111(1)()(1)()1x x C x C x C x x x x⎡⎤+=+=++++⎣⎦23446411x x x x=++++.例2.展开6.解:6631(21)x x =-61524332216666631[(2)(2)(2)(2)(2)(2)1]x C x C x C x C x C x x=-+-+-+ 32236012164192240160x x x x x x=-+-+-+.。
2016 年全国高中青年数学教师优秀课展示与培训活动课题:§1.3.1二项式定理(人教A 版高中课标教材数学选修 2-3)· 提出问题: (a + b )2 = ? (a + b )3 = 四、教法策略分析创设情境引入课题 感知体验 探究归纳 知识建构 形成定理 巩固新知 提升能力 回顾反思 归纳总结一、教学内容解析《二项式定理》是人教 A 版选修 2-3 第一章第三节的知识内容,它是初中学习的多项式乘法的继 续.在计数原理之后学习二项式定理,一方面是因为它的证明要用到计数原理,可以把它作为计数原理的一个应用,另一方面也是解决整除、近似计算、不等式证明的有力工具,同时也是后面的数学期望等内容的基础知识,二项式定理起着承上启下的作用.另外,由于二项式系数是一些特殊的组合数,利用二项式定理可进一步深化对组合数的认识.总之,二项式定理是综合性较强的、具有联系不同内容作用的知识.二、教学目标设置新课标指出教学目标应体现学生学会知识与技能的过程也同时成为学生学会学习,形成正确价值观的过程.新课标要求:用计数原理分析(a + b ) ,(a + b ) ,(a + b ) 的展开式,归纳类比得到二项式定理, 并能用计数原理证明.掌握二项展开式的通项公式,解决简单问题;学会讨论二项式系数性质的方法.根 据新课标的理念及本节课的教学要求,制定了如下教学目标: 1. 学生在二项式定理的发现推导过程中,掌握二项式定理及推导方法、二项展开式、通项公式的特点,并能运用二项式定理计算或证明一些简单的问题.2. 学生经历二项式定理的探究过程,体验“从特殊到一般发现规律,从一般到特殊指导实践”的 思想方法,获得观察、归纳、类比、猜想及证明的理性思维探究能力.3. 通过二项展开式的探究,培养学生积极主动、勇于探索、不断创新的精神,感受合作探究的乐 趣,感受数学内在的和谐、对称美及数学符号应用的简洁美.结合数学史,激发学生爱国热情和民族自豪感.三、学情分析1.有利因素授课对象是高二的学生,具有一般的归纳推理能力,思维较活跃,初步具备了用联系的观点分析问 题的能力.学生刚刚学习了计数原理和排列组合的知识,对本节(a + b )n展开式中各项系数的研究会有很大帮助. 2.不利因素本节内容思维量较大,对思维的严谨性和分类讨论、归纳推理等能力有较高要求,学生学习起来有 一定难度.在数学学习过程中,大部分学生习惯于重视定理、公式的结论,而不重视其形成过程.遵循“以学生为主体、教师是数学课堂活动的组织者、引导者和参与者”的现代教育原则,采用“启发式教学法”,学生主要采用“探究式学习法”, 并利用多媒体辅助教学.本课以问题的提出、问题的解决为主线,始终在学生知识的“最近发展区”设置问题,倡导学生主动参与,通过不断探究、发现,在师生互动、生生互动中,完成二项式定理的探究,让学习过程成为学生心灵愉悦的主动认知过程.(一)创设情境 引入课题引入: 通过“ 牛顿发现二项式定理” 的历史引入课题 ?五、教学过程 《二项式定理》教学设计 2 3 4问题 4:请写出(a + b )n的展开式. 问题 2:展开式中各项是如何得到的?(a + b )4 = ?那么(a + b )9 = ? …… (a + b )n 的展开式是什么【设计意图】学生的学习遵循“历史发生原理”,把二项式定理发现的历史融入新课导入,既能引起学生的兴趣,符合新课程理念,还能提升课堂品味.创设有效的数学情景能激发学生的学习兴趣,为学 生提供良好的学习环境.数学的来源,一是来自数学外部现实社会的发展需要;二是来自数学内部的矛盾,即数学本身发展的需要.这个问题将“多项式展开有哪些项”包含其中,为后面的研究做好铺垫.(二)体验感知 探究归纳1. 归纳特点总结规律.问题 1:观察下列展开式,归纳猜想(a + b )n的展开式有怎样的规律?2 2 2 (a + b ) = a + 2ab + b (a + b )3 = 3 2 2 3 a + 3a b + 3ab + b4 4 3 2 2 3 4(a + b ) =a + 4a b + 6a b + 4ab + b生:n 次式展开有n +1 项生:展开式中每一项都是n 次式生:系数对称相等,第一项系数是1,第二项的系数是n 生:杨辉三角师:我们主要从展开式的哪些方面来发现的这些规律?生:项数,项,系数.【设计意图】由特殊到一般的归纳总结,离不开大量特殊实例的观察.只有将大量具体实例进行整体 和局部多方面的分析,才能得到接近一般性规律的结论.也只有对得出各种结论进行整合,才能让学生顺畅的抓住展开过程的两个要点,即项的结构和项的系数,才能让学生有目的的进一步进行探讨和分析.2. 项的结构特点.(学生叙述展开过程中各项是如何形成的.如果学生的叙述中没有说明从每个因式中取一个字母相乘得到展开式的项,老师提出预备问题:展开式的各项是由同一个因式中的字母相乘得到的吗?)师:根据多项式乘法法则, (a + b )n 的展开式就是从每个因式中任取一项相乘得到展开式的项.【设计意图】多项式乘法法则是展开式的运算基础,同时也为用组合数表示系数创设情境.而学生对于多项式乘法法则的理论叙述不够顺畅.通过教师强调多项式乘法法则,让学生思维建立旧知识与新知 识联系,为下面系数的确定做好铺垫.3. 项的系数特点.问题 3:展开式各项的系数是如何确定的?师:根据多项式乘法法则,各项的形成过程就是有关计数原理的问题.而各项的系数,就是展开过程中该项出现的个数.【设计意图】本节课的重点就是利用多项式的乘法法则和计数原理对展开式中各项进行分析.该问题 的提出,符合学生的思维发展规律,能准确地检验学生对问题分析能力和解决方法的掌握,突出体现本节课的思维方法.(三)知识建构 形成定理试一试: (1 + x )n =n nkn ④ C a b 是展开式的第 C a b 叫二项展开式的通项,用T 表示. ( n C a C a C a C b n b C 例 1:请写出(1- 2x )5 的展开式.例 2:求(x - 1)10 的展开式中第 6 项的二项式系数.想一想:求展开式第 6 项的系数.练习:请写出(x -1 )9 的展开式中 x x 3 的系数.(a + b )n = 0 n + 1 n -1 +L + k n -k k +L + n n ( Î * ) —— 二项式定理证明: (a + b )n是 n 个(a + b ) 相乘,每个(a + b ) 在相乘时,有两种选择,选a 或选 b ,由分步计数原理可知展开式共有2n 项(包括同类项),其中每一项都是 n -k k (k = 0,1,L n ) 的形式,对于每一项n -k k ,它是由 k 个(a + b ) 选了 b ,n -k 个(a +b ) 选了 a 得到的,它出现的次数相当于从 n 个(a + b )中取 k 个 b 的组合数C ,将它们合并同类项,就得二项展开式,这就是二项式定理.二项式定理的公式特征:①展开式中每一项的次数都是n ;②展开式共n +1项;③按照字母a 降幂排列,次数由n 递减到 0,字母b 升幂排列,次数由 0 递增到n ;k n -k k nk+1 项;k n -k k n k +1 ⑤各项的系数 k k = 0,1, n ) 叫二项式系数.【设计意图】先由学生独立完成,然后组织讨论.完成有特殊到一般的归纳过程,训练学生的类比、联想、归纳的探究能力.在讨论过程中要明确每一项的形式及相应的个数.(四)巩固新知 提升能力【设计意图】通过例题让学生熟悉二项展开式及其通项,区分二项式系数和系数,培养学生的运算能力.设计题目考察学生的学习情况,各个题目设计的比较有梯度,逐渐加大难度,符合学生的认知水平.(五)回顾反思 归纳总结知识方面:二项式定理,通项,二项式系数;思想方法:从特殊到一般;观察——归纳——类比——猜想——证明.【设计意图】小结可以锻炼学生的概括能力、语言表达能力,可以使学生加深对本节课的认识,掌握 基本数学思维方法.(六)课下作业 思维延伸一、P 36: n n 1~3b b N a b ax二、1.求( -33)12的展开式的中间一项;x2.求(1 -思维延伸:1)10展开式中含2x1的项的系数.5x探究(a +b+ c)5的展开式中22的系数.a b c【设计意图】通过课下作业使学生深入理解知识,培养学生的创新精神、增强主动探究的意识和能力.六、板书设计教学设计说明高中数学的学科价值在于以下三个方面:传递初等数学知识;进行逻辑推理训练;培养学科精神.数学学习的关键在于理解,重视知识的形成过程,而不是死板的公式应用.新课标指出:学生的学习活动不应只限于对概念、结论和技能的记忆、模仿和接受,独立思考、自主探究、动手实践、合作交流、阅读自学等都是学习数学的重要方式.因此,课堂教学中应该是“用教材”,而不是“教教材”,教师要敢于放手,营造宽松的教学氛围,关注学生的主体参与、师生互动、生生互动,着重培养学生研究数学的意识和发展数学的能力,提升学生提出问题、研究问题的能力,竭尽全力培养学生探索创新的意识.在这过程中,要努力把表现的机会让给学生,让学生在直接体验中构建自己的知识体系.本节课堂教学中,遵循“以学生为主体、教师是数学课堂活动的组织者、引导者和参与者”的现代教育原则,采用“启发式教学法”,分为:创设情境、探究归纳、知识建构、巩固新知、归纳总结五个阶段.努力使学生有足够的思维活动体验,教师根据学生的思维特征和认知规律,在学生数学学习经验的基础上去设置问题.例如本节中,由特殊到一般的数学思维方法,需要对特殊情形进行观察归纳.要想提高归纳的准确性,就需要较多的实例进行观察.特别是“组合知识的运用”,当n较小时,学生意识不到用组合的知识解释项的系数.只有当n较大时,各项系数的确定才能凸显出组合知识的优势.因此,在题目设置时,准备了(a+ b)2,(a+ b)3,(a+ b)4三个展开式让学生观察归纳,否则关于“组合知识的运用”就成了教师的告知.问题解决是数学教育的核心,课堂教学中,在学生原有认知的基础上,设置“好”的问题串是非常重要的,因为教师对问题设置如何,直接决定了学生的思维方向和思维深度,教学中以问题为主线,由问题驱动,激发学生探究结论的欲望,使学生的思维始终处于“提出问题、解决问题”的状态中.本节课在“多项式乘法法则”“组合知识的运用”两个方面,学生无法自主完成思维方法的提升,教师通过设置恰当的问题引导学生分析思维过程,为学生在理论层面总结提升.在探究的环节,教师的作用是“激活”而不是“告知”,要把隐藏在学生思想深处的思维方法引导出来.教师作为学生数学探究活动的设计者、活动实施的调控者,直接影响和决定了学生的学习热情及课堂效果.本节课中,课遵循学生的认识规律,由特殊到一般,由感性到理性.重视学生的参与过程,问题引导,师生互动.重在培养学生观察问题,发现问题,归纳推理问题的能力.学生能学到很多数学经验:在二项展开式探究过程中,运用组合理解算理、利用数列知识理解通项、运用赋值法得到相关结论等,渗透数学学习的策略与方法,在组织学生数学探究中,积极动手、动脑,实现思维建构、不断积累数学经验,从而形成自主探究的学习习惯,达到理想的教育教学效果.点评《二项式定理》作为一节命题课,更应该重视学生数学素养的培养,良好思维品质的生成.何磊老师深读课标和教材,清晰制定了具体可测的教学目标,深刻挖掘了二项式定理的数学本质;结合学生的认知基础和心理特点,设计了层层递进数学问题;以学生为主体,给学生足够的思考空间和辨析研讨的机会,激发了学生深层次的思考;何老师数学功底扎实,教学功底雄厚,教学有张有弛,当学生需要帮助时,给学生隐性的帮助,在关键时刻又有恰当和明确的概括提升.其教学特色主要体现在:1.突出核心内容,深挖数学本质作为计数原理的应用,提示我们这是挖掘二项式定理数学本质的根源.但在大量的课堂观察中发现,很多老师规避这一教学难点,仅从外在形式上分析和记忆.导致学生在用二项式定理解决问题时,难以有效的迁移.何老师则是充分理解教材和学生的基础上,充分地运用计数原理分步、分类的教学思想,有效的化解了这一重点和难点.2.目标明确具体,问题层层递进高效率的课堂,必须有具体可测的教学目标和具体可操作的数学问题.何老师的这节课主要围绕(a❑b)n展开式中项的形式和项的系数,展开问题驱动,使学生始终围绕这一核心展开思考,使学生的思维始终处于不断的“提出问题、解决问题”的状态中,认知结构和解决问题的能力在潜移默化中得以提升.3.关注学生主体,激发深层思考学生探究意识强烈,学习积极性高.何老师在这节课所设计的问题以及围绕这些问题所进行的铺垫,为学生的数学探究活动营造了浓郁的学习环境和气氛,通过让学生口述、板书、交流讨论等形式使学生成为课堂学习的主人,激发了学生深层次的思考,从而深化对知识的理解.4.高效驾驭课堂,适时概括引领作为课堂的设计者和组织者,既要重视学生的主体,也不能忽视教师的概括引领.何老师的教学设计高观点,教学展开低起点,教学概括明确适时.尤其是数学思想方法渗透到位.何老师十分重视数学思想方法的渗透,以问题为载体,通过观察、归纳、类比、猜想、证明,教给学生运用数学思想方法分析、解决问题的思维策略,使数学思想方法的运用植入学生数学思维体系.思维的升华从有价值的思考开始,学生良好的思维品质的培养,需要教师高水平的预设和高水平的驾驭生成.我觉得何老师很好的诠释了二项式定理,并带学生较好的领悟了二项式定理的本质,是一节好课.。
《二项式定理(一)》教案教材:人教A 版选修2-3第一章第三节一、教学目标1.知识与技能:(1)理解二项式定理是代数乘法公式的推广.(2)理解并掌握二项式定理,能利用计数原理证明二项式定理.2.过程与方法:通过学生参与和探究二项式定理的形成过程,培养学生观察、分析、概括的能力,以及化归的意识与方法迁移的能力,体会从特殊到一般的思维方式.3. 情感、态度与价值观:培养学生的自主探究意识,合作精神,体验二项式定理的发现和创造历程,体会数学语言的简洁和严谨.二、教学重点、难点重点:用计数原理分析3)(b a +的展开式,得到二项式定理.难点:用计数原理分析二项式的展开过程,发现二项式展开成单项式之和时各项系数的规律.三、教学过程(一)提出问题,引入课题引入:二项式定理研究的是n b a )(+的展开式,如:2222)(b ab a b a ++=+, ?)(3=+b a ?)(4=+b a ?)(100=+b a 那么n b a )(+的展开式是什么?【设计意图】把问题作为教学的出发点,直接引出课题.激发学生的求知欲,明确本课要解决的问题.(二)引导探究,发现规律1、多项式乘法的再认识.问题1. ))((2121b b a a ++的展开式是什么?展开式有几项?每一项是怎样构成的? 问题2. ))()((212121c c b b a a +++展开式中每一项是怎样构成的?展开式有几项?【设计意图】引导学生运用计数原理来解决项数问题,明确每一项的特征,为后续学习作准备.2、3)(b a +展开式的再认识探究1:不运算3)(b a +,能否回答下列问题(请以两人为一小组进行讨论):(1) 合并同类项之前展开式有多少项?(2) 展开式中有哪些不同的项?(3) 各项的系数为多少?(4) 从上述三个问题,你能否得出3)(b a +的展开式?探究2:仿照上述过程,请你推导4)(b a +的展开式.【设计意图】通过几个问题的层层递进,引导学生用计数原理对3)(b a +的展开式进行再思考,分析各项的形式、项的个数,这也为推导n b a )(+的展开式提供了一种方法,使学生在后续的学习过程中有“法”可依.(三) 形成定理,说理证明探究3:仿照上述过程,请你推导n b a )(+的展开式.)()(*110N n b C b a C b a C a C b a n n n k k n k n n n n n n ∈+++++=+-- ——— 二项式定理证明:n b a )(+是n 个)(b a +相乘,每个)(b a +在相乘时,有两种选择,选a 或选b ,由分步计数原理可知展开式共有n 2项(包括同类项),其中每一项都是k k n b a -),1,0(n k =的形式,对于每一项k k n b a -,它是由k 个)(b a +选了b ,n -k 个)(b a +选了a 得到的,它出现的次数相当于从n 个)(b a +中取k 个b 的组合数kn C ,将它们合并同类项,就得二项展开式,这就是二项式定理. 【设计意图】通过仿照3)(b a +、4)(b a +展开式的探究方法,由学生类比得出n b a )(+的展开式.二项式定理的证明采用“说理”的方法,从计数原理的角度对展开过程进行分析,概括出项的形式,用组合知识分析展开式中具有同一形式的项的个数,从而得出用组合数表示的展开式.(四) 熟悉定理,简单应用二项式定理的公式特征:(由学生归纳,让学生熟悉公式)1. 项数:共有+n 1项.2. 次数:字母a 按降幂排列,次数由n 递减到0;字母b 按升幂排列,次数由0递增到n .各项的次数都等于n .3. 二项式系数: 依次为n n k n n n n C C C C C ,,,,,,210 ,这里),,1,0(n k C k n ⋅⋅⋅=称为二项式系数.4. 二项展开式的通项: 式中的k k n k n b aC -叫做二项展开式的通项. 用1+k T 表示. 即通项为展开式的第+k 1项: 1+k T =k k n k n b a C - 变一变 (1)n b a )(- (2)n x )1(+例. 求6)12(xx -的展开式. 思考1:展开式的第3项的系数是多少?思考2:展开式的第3项的二项式系数是多少?思考3:你能否直接求出展开式的第3项?【设计意图】熟悉二项展开式,培养学生的运算能力.(五) 课堂小结,课后作业小结(由学生归纳本课学习的内容及体现的数学思想)1. 公式: )()(*110N n b C b a C b a C a C b a n n n k k n k n n n n n n ∈+++++=+--2. 思想方法:1.从特殊到一般的思维方式. 2.用计数原理分析二项式的展开过程. 作业巩固型作业:课本36页习题1.3 A 组 1、2、3思维拓展型作业:二项式系数nn k n n n n C C C C C ,,,,,,210 有何性质.教案设计说明二项式定理是初中乘法公式的推广,是排列组合知识的具体运用,是学习概率的重要基础.本节课的教学重点是“使学生掌握二项式定理的形成过程”,在教学中,采用“问题――探究”的教学模式, 把整个课堂分为呈现问题、探索规律、总结规律、应用规律四个阶段.让学生体会研究问题的方式方法,培养学生观察、分析、概括的能力,以及化归意识与方法迁移的能力,体会从特殊到一般的思维方式,让学生体验定理的发现和创造历程.本节课的难点是用计数原理分析二项式的展开过程,发现二项式展开成单项式之和时各项系数的规律.在教学中,设置了对多项式乘法的再认识,引导学生运用计数原理来解决项数问题,明确每一项的特征,为后面二项展开式的推导作铺垫.再以3)(b a +为对象进行探究,引导学生用计数原理进行再思考,分析各项以及项的个数,这也为推导n b a )(+的展开式提供了一种方法,使学生在后续的学习过程中有“法”可依.总之,本节课遵循学生的认识规律,由特殊到一般,由感性到理性.重视学生的参与过程,问题引导,师生互动.重在培养学生观察问题,发现问题,归纳推理问题的能力,从而形成自主探究的学习习惯.。
§1.3.1 二项式定理【教学目标】1.理解二项式定理及推导方法,识记二项展开式的有关特征,能对二项式定理进行简单应用;2.通过对二项式定理内容的研究,体验特殊到一般的发现规律,一般到特殊指导实践的认识事物过程。
【教学重难点】教学重点:二项式定理的内容及归纳过程;教学难点:在二项式展开的过程中,发现各项及各项系数的规律。
【教学过程】一、设置情景,引入课题引入:二项式定理研究的是(a+b)n的展开式。
如(a+b)2=a2+2ab+b2, (a+b)3=?,(a+b)4=?,那么(a+b)n的展开式是什么呢?二、引导探究,发现规律1、多项式乘法的再认识问题1:(a1+ b1)(a2+b2) (a3+ b3)展开式中每一项是怎样构成的?展开式有几项?2、(a+b)3展开式的再认识问题2:将上式中,若令a1=a2=a3=a, b1=b2= b3=b,则展开式又是什么?合作探究1:合并同类项后,为什么a2b的系数是3?教师引导:可以发现a2b是从(a+b)(a+b)(a+b)这三个括号中的任意两个中选a,剩下的一个括号中选b;利用组合知识可以得到a2b应该出现了C23· C11=3次,所以a2b的系数是3。
问题3:(a+b)4的展开式又是什么呢?可以对(a+b)4按a或按b进行分类:(1)四个括号中全都取a,得:C44a4(2)四个括号中有3个取a,剩下的1个取b,得:C34 a3· C11b(3)四个括号中有2个取a,剩下的2个取b,得:C24 a2· C22b2(4)四个括号中有1个取a,剩下的3个取b,得:C14 a· C33b3(5)四个括号中全都取b,得:C44b4小结:对于展开式,只要按一个字母分类就可以了,可以按a分类,也可以按b分类,再如:(1)不取b:C04 a4;(2)取1个b:C14a3b;(3)取2个b:C24a2b2;(4)取3个b:C34a b3;(5)取4个b:C44b4,然后将上面各式相加得到展开式。
结论:(a+b)4= C04 a4+ C14a3b+ C24a2b2+ C34a b3+ C44b4三、形成定理,说理证明问题4:(a+b)n的展开式又是什么呢?合作探究2: (1) 将(a+b )n展开有多少项?(2)每一项中,字母a ,b 的指数有什么特点? (3)字母“a ”、“b ”指数的含义是什么?是怎么得到的? (4)如何确定“a ”、“b ”的系数?猜想:)()(*110N n b C b a C b a C a C b a nn n k k n k n n n n n n ∈+++++=+--证明:对(a+b )n分类,按b 可以分n+1类, (1)不取b :C 0n a n;(2)取1个b :C 1n a n-1b ;(3)取2个b :C 2n a n-2b 2;………………(k+1)取k 个b :C k n a n-k b k;……………… (n+1)取n 个b :C n n b n;然后将这n+1个式子加起来,就得到二项展开式,这就是二项式定理。
四、熟悉定理,简单应用二项式定理的公式特征(由学生归纳,让学生熟悉公式) (1)项数:共有n+1项;(2)次数:字母a 按降幂排列,次数由n 递减到0;字母b 按升幂排列,次数由0递增到n ; (3)二项式系数:下标为n ,上标由0递增至n ;(4)通项:T k+1= C k n a n-k b k;指的是第k+1项,该项的二项式系数为C kn ;(5)公式所表示的定理叫二项式定理,右边的多项式叫做(a +b )n的二项展开式。
例1 求6)12(xx -的展开式分析:为了方便,可以先化简后展开。
例2 ①7)21(x +的展开式的第4项的系数及第4项的二项式系数。
②求9)1(xx -的展开式中含3x 的系数。
五、当堂检测1.写出(p +q )7的展开式;2.求(2a +3b )6的展开式的第3项;3.写出nx x ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-3321的展开式的第r+1项; 4.(x-1)10的展开式的第6项的系数是( )(A )610C (B) 610C - (C) 510C (D) 510C - 答案:1.(p +q )7=p 7+7p 6q +21p 5q 2+35p 4q 3+35p 3q 4+21p 2q 5+7pq 6+q 7.六、课堂小结1. 公式: )()(*110N n b C b a C b a C a C b a nn n k k n k n n n n n n ∈+++++=+--2. 思想方法:(1)从特殊到一般的思维方式. (2)用计数原理分析二项式的展开过程. 七、布置作业课本43页习题1.3 A 组 2、3§1.3.1 二项式定理课前预习学案一、预习目标通过分析(a+b)2的展开式,归纳得出二项式定理;掌握二项式定理的公式特征并能简单应用。
二、预习内容1、(a+b)2=(a1+ b1)(a2+b2) (a3+ b3)=______________________________(a+b)3=(a+b)4=2、二项式定理的证明过程3、(a+b)n=4、(a+b)n的二项展开式中共有______项,其中各项的系数______叫做二项式系数,式中的____________叫做二项展开式的通项,用T k+1表示,即通项为展开式的第k+1项:_____________________5、在二项式定理中,若a=1,b=x,则有(1+x)n=_______________________________________三、提出疑惑同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中一、学习目标1.用计数原理分析(a+b)3的展开式,进而探究(a+b)4的展开式,从而猜想二项式定理。
2.熟悉二项式定理中的公式特征,能够应用它解决简单问题。
3. 培养学生观察、分析、概括的能力。
二、学习重难点:教学重点:二项式定理的内容及应用教学难点:二项式定理的推导过程及内涵三、学习过程(一)探究(a+b)3、(a+b)4的展开式问题1:(a1+ b1)(a2+b2) (a3+ b3)展开式中每一项是怎样构成的?展开式有几项?问题2:将上式中,若令a1=a2=a3=a, b1=b2= b3=b,则展开式又是什么?合作探究一:合并同类项后,为什么a2b的系数是3?问题3:(a+b)4的展开式又是什么呢?结论:(a+b)4= C04 a4+ C14a3b+ C24a2b2+ C34a b3+ C44b4(二)猜想、证明“二项式定理”问题4:(a+b)n的展开式又是什么呢?合作探究二: (1) 将(a+b)n展开有多少项?(2)每一项中,字母a,b的指数有什么特点?(3)字母“a ”、“b ”指数的含义是什么?是怎么得到的? (4)如何确定“a ”、“b ”的系数?二项式定理:(三)归纳小结:二项式定理的公式特征(1)项数:_______;(2)次数:字母a 按降幂排列,次数由____递减到_____;字母b 按升幂排列,次数由____递增到______;(3)二项式系数:下标为_____,上标由_____递增至_____;(4)通项:T k+1=__________;指的是第k+1项,该项的二项式系数为______;(5)公式所表示的定理叫_____________,右边的多项式叫做(a +b )n的二项展开式。
(四)典型例题 例1 求6)12(xx -的展开式分析:为了方便,可以先化简后展开。
例2 ①7)21(x +的展开式的第4项的系数及第4项的二项式系数。
②求9)1(xx -的展开式中含3x 的系数。
(五)当堂检测1.写出(p +q )7的展开式;2.求(2a +3b )6的展开式的第3项;3.写出nx x ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-3321的展开式的第r+1项; 4.(x-1)10的展开式的第6项的系数是( )(A )610C (B) 610C - (C) 510C (D) 510C -课后练习与提高1.在()103-x 的展开式中,6x 的系数为( )A .610C 27- B .410C 27C .610C 9-D .410C 92.已知(n a a )132+的展开式的第三项与第二项的系数的比为11∶2,则n 是 ( )A .10B .11C .12D .133.92)21(xx -展开式中9x 的系数是 4.1231⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-x x 的展开式中常数项为 5. ()()10311x x +-的展开式中,含5x 项的系数是 .6. 若()100a x +的展开式中98x 前的系数是9900,求实数a 的值。
答案:1.D ; 2.C ; 3.221-; 4.220-; 5.207 ; 6. a=±2§1.3.2 “杨辉三角”与二项式系数的性质【教学目标】1. 使学生建立“杨辉三角”与二项式系数之间的直觉,并探索其中的规律;2.能运用函数观点分析处理二项式系数的性质;3. 理解和掌握二项式系数的性质,并会简单的应用。
【教学重难点】教学重点:二项式系数的性质及其应用;教学难点:杨辉三角的基本性质的探索和发现。
【教学过程】一、复习引入1、二项式定理:________________________________________________;二项式系数:______________________________________________;2、( 1+x) n=________________________________________________;二、杨辉三角的来历及规律练一练:把( a+b)n(n=1,2,3,4,5,6)展开式的二项式系数填入课本P37的表格,为了方便,可将上表改写成如下形式:(a+b)1 …………………………………………………1 1(a+b)2…………………………………………………1 2 1(a+b)3………………………………………………1 3 3 1(a+b)4……………………………………………1 4 6 4 1(a+b)5…………………………………………1 5 10 10 5 1 (a+b)6………………………………………1 6 15 20 15 61……………………………爱国教育,杨辉三角因上图形如三角形,南宋的杨辉对其有过深入研究,所以我们称它为杨辉三角。
杨辉,我国南宋末年数学家,数学教育家.著作甚多。
“杨辉三角”出现在杨辉编著的《详解九章算法》一书中,此书还说明表内除“一”以外的每一个数都等于它肩上两个数的和。
杨辉指出这个方法出于《释锁》算书,且我国北宋数学家贾宪(约公元11世纪)已经用过它,这表明我国发现这个表不晚于11世纪。