北师大版高中数学选修2-3第3讲:二项式定理(学生版)
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二项式定理【学习目标】1. 识记 二项式定理:n n n r r n r n n n n n n b a C b a C b a C b a C b a 01100)(+++++=+-- .2. 理解 二项展开式的通项 n b a )+(展开式中的第1+r 项为:),0(1Z r n r b a C T r r n r n r ∈≤≤=-+.3. 运用二项式定理及二项展开式的通项公式解决一些简单问题【学习重点】 二项式定理及二项展开式的通项公式【学习难点】 二项式定理的推导证明【自主检测】1.))((d c b a ++展开后共 项;2.))((e d c b a +++展开后共 项;3.))((f e d c b a ++++展开后共 项;4. ))()((f e d c b a +++展开后共 项;5.5)(b a +展开式中32b a 的系数是 ,5ab (填“是”或“不是”)展开式中的一项。
6. 求31521()x x+展开式中的常数项.【知识点拨】1.3)(b a +展开式中的每一项都是从))()((b a b a b a +++的每个括号里各取一个字母的积,其中3a 的系数是 ;b a 2的系数是 ;2ab 的系数是 ;3b 的系数是 (用组合数表示)。
2.在n=1,2,3,4时,研究n b a )(+的展开式:)(b a += 2)(b a +=3)(b a += 4)(b a +=猜想5)(b a +=( )5a +( )b a 4+( )23b a +( )32b a +( )4ab +( )5b一般地,由 (a+b)n=(a+b )(a+b )(a+b )……(a+b )可知,其展开式是从每个括号里各取一个字母的一切可能乘积的和。
可见,(a+b)n的展开式中项都具有a n-r b r (r=0,1,2……n )的形式,其系数就是在(a+b )(a+b )……(a+b )的n 个括号中选r 个取b 的方法种数。
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。
二项式定理公式(a+b)n=C0n a n+C1n a n-1b+C2n a n-2b2+…+C r n a n-r b r所表示的规律叫做二项式定理.2、相关概念(1)公式右边的多项式叫做(a+b)n的二项展开式.(2)各项的系数C r n(r=0,1,2,…,n)叫做展开式的二项式系数.(3)展开式中的C r n a n-r b r叫做二项展开式的通项,记作:T r+1,它表示展开式的第r+1项.(4)在二项式定理中,如果设a=1,b=x,则得到公式(1+x)n=C0n+C1n x+C2n x2+…+C r n x r+…+C n n x n3、展开式具有以下特点(1)项数:共有n+1项;(2)二项式系数:依次为C0n,C1n,C2n,…,C r n,…,C n n;(3)每一项的次数是一样的,即为n次,展开式依a的降幂、b的升幂排列展开;(4)通项是第r+1项.[例1](1)用二项式定理展开(2x-32x2)5.(2)化简:C0n(x+1)n-C1n(x+1)n-1+C2n(x+1)n-2-…+(-1)r C r n(x+1)n-r+…+(-1)n C n n.[思路点拨](1)二项式的指数为5,可直接按二项式定理展开;(2)可先把x+1看成一个整体,分析结构形式,逆用二项式定理求解.[答案](1)(2x-32x2)5=C05(2x)5+C15(2x)4·(-32x2)+…+C55(-32x2)5=32x5-120x2+180x-135x4+4058x7-24332x10.(2)原式=C0n(x+1)n+C1n(x+1)n-1(-1)+C2n(x+1)n-2(-1)2+…+C r n(x+1)n-r(-1)r+…+C n n(-1)n=[(x +1)+(-1)]n=x n.1.求(3x+1x)4的展开式.解:法一:(3x+1x)4=C04(3x)4+C14(3x)3·1x+C24(3x)2·(1x)2+C34(3x)(1x)3+C44(1x)4=81x2+108x+54+12x+1x2.法二:(3x +1x)4=(3x +1)4x 2=1x 2(81x 4+108x 3+54x 2+12x +1)=81x 2+108x +54+12x +1x 2. 2.求C 26+9C 36+92C 46+93C 56+94C 66的值.解:原式=192(92C 26+93C 36+94C 46+95C 56+96C 66) =192(C 06+91C 16+92C 26+93C 36+94C 46+95C 56+96C 66)-192(C 06+91C 16) =192(1+9)6-192(1+6×9)=192(106-55)=12 345. [例2] (1)(x +12 x)8的展开式中常数项为( ) A.3516 B.358 C.354D .105(2)设二项式(x -a x)6(a >0)的展开式中x 3的系数为A ,常数项为B .若B =4A ,则a 的值是________. [答案] (1)二项展开式的通项为 T r +1=C r 8(x )8-r (12 x)r =C r 8(12)r x 4-r. 当4-r =0时,r =4,所以展开式中的常数项为 C 48(12)4=358.故选B. (2)由题意得T r +1=C r 6x6-r (-a x)r =(-a )r C r 6x 36-2r, ∴A =(-a )2C 26,B =(-a )4C 46.又∵B =4A ,∴(-a )4C 46=4(-a )2C 26,解之得a 2=4.又∵a >0,∴a =2. 3.在(2x 2-1x )5的二项展开式中,x 的系数为( )4.A .10B .-10C .40D .-40解析:二项式(2x 2-1x )5的展开式的第r +1项为T r +1=C r 5(2x 2)5-r (-1x)r =C r 5·25-r ×(-1)r x 10-3r .当r =3时含有x ,其系数为C 35·22×(-1)3=-40.4.(1+3x )n (其中n ∈N 且n ≥6)的展开式中,若x 5与x 6的系数相等,则n = ( )A .6B .7C .8D .9解析:二项式(1+3x )n 的展开式的通项是T r +1=C r n 1n -r ·(3x )r =C r n ·3r ·x r.依题意得C 5n ·35=C 6n·36,即n (n -1)(n -2)(n -3)(n -4)5! =3×n (n -1)(n -2)(n -3)(n -4)(n -5)6!(n ≥6),解得n =7.5.在(32x -12)20的展开式中,系数是有理数的项共有( )A .4项B .5项C .6项D .7项解析:T r +1=C r 20(32x )20-r (-12)r =(-22)r ·(32)20-r C r 20·x 20-r . ∵系数为有理数,∴(2)r与20r 32-均为有理数,∴r 能被2整除,且20-r 能被3整除. 故r 为偶数,20-r 是3的倍数,0≤r ≤20, ∴r =2,8,14,20.引入:nb)+(a 的展开式的二次项系数,当n 取正整数时可以表示成如下形式:二项式系数的性质(1)每一行的两端都是1,其余每个数都等于它“肩上”两个数的和.即C 0n =C n n =1,C m n +1=C m -1n +C m n . (2)每一行中,与首末两端“等距离”的两个数相等,即C m n =C n -mn.(3)如果二项式的幂指数n 是偶数,那么其展开式中间一项12+n T 的二项式系数最大;如果n 是奇数,那么其展开式中间两项12121++++n n T T 的二项式系数相等且最大.(4)二项展开式的各二项式系数的和等于2n .即C 0n +C 1n +C 2n +…+C n n =2n .且C 0n +C 2n +C 4n +…=C 1n +C 3n +C 5n +…=2n -1.[例1] 如图,在“杨辉三角”中,斜线AB 的上方,从1开始箭头所示的数组成一个锯齿形数列:1,2,3,3,6,4,10,5,….记其前n 项和为Sn ,求S19的值.[思路点拨] 由图知,数列中的首项是C 22,第2项是C 12,第3项是C 23,第4项是C 13,…,第17项是C 210,第18项是C 110,第19项是C 211.[答案] S 19=(C 22+C 12)+(C 23+C 13)+(C 24+C 14)+…+(C 210+C 110)+C 211=(C 12+C 13+C 14+…+C 110)+(C 22+C 23+…+C 210+C 211)=(2+3+4+…+10)+C 312=(2+10)×92+220=274.n 行的首尾两个数均为________.解析:由1,3,5,7,9,…可知它们成等差数列,所以an =2n -1.答案:2n -12.如图,由二项式系数构成的杨辉三角中,第________行从左到右第14个数与第15个数之比为2∶3.解析:设第n 行从左至右第14与第15个数之比为2∶3,则3C 13n =2C 14n ,即3n !13!(n -13)!=2n !14!(n -14)!.解得n =34. [例2] 设)(2x )-(12012201222102012R x x a x a x a a ∈++++=(1)求2012210a a a a ++++ 的值. (2)求2011531a a a a ++++ 的值. (3)求||||||||2012210a a a a ++++ 的值.[思路点拨] 先观察所要求的式子与展开式各项的特点,用赋值法求解.[答案] (1)令x =1,得a 0+a 1+a 2+…+a 2 012=(-1)2 012=1.①(2)令x =-1,得a 0-a 1+a 2-…+a 2 012=32 012.② ①-②得2(a 1+a 3+…+a 2 011)=1-32 012, ∴a 1+a 3+a 5+…+a 2 011=1-32 0122.(3)∵T r +1=C r 2 012(-2x )r =(-1)r ·C r 2 012·(2x )r,∴a 2k -1<0(k ∈N +),a 2k >0(k ∈N). ∴|a 0|+|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a 2 012| =a 0-a 1+a 2-a 3+…+a 2 012 =32 012.[总结] 赋值法是解决二项展开式中项的系数问题的常用方法.根据题目要求,灵活赋给字母不同值是解题的关键.一般地,要使展开式中项的关系变为系数的关系,令x =0可得常数项,令x =1可得所有项的和,令x =-1可得偶次项系数之和与奇次项系数之和的差.3.()()()nx x x ++++++1112的展开式中各项系数的和为( )A .12+n B .12-n C .121-+nD .221-+n解析:令x =1,则222222132-=+++++n n答案:D4.已知14141313221072)21x a x a x a x a a x x +++++=-+ a14x14.(1)求1413210a a a a a +++++ (2)求13531a a a a +++ 解:(1)令x =1,则1413210a a a a a +++++ =72=128. ①(2)令x =-1,则14133210a a a a a a +-+-+- =7)2(-=-128.②①-②得2(13531a a a a ++++ )=256,∴13531a a a a ++++ =128.[例3] (10分)已知(23x+3x 2)n 的展开式中,各项系数和与它的二项式系数和的比为32.(1)求展开式中二项式系数最大的项; (2)求展开式中系数最大的项.[思路点拨] 根据已知条件求出n ,再根据n 为奇数或偶数确定二项式系数最大的项和系数最大的项.[答案] 令x =1,则展开式中各项系数和为(1+3)n =22n .(1分)又展开式中二项式系数和为2n , ∴22n 2n =2n=32,n =5. (2分)(1)∵n =5,展开式共6项,∴二项式系数最大的项为第三、四两项, (3分) ∴T 3=C 25(23x)3(3x 2)2=90x 6,(4分) T 4=C 35(23x)2(3x 2)3=270223x.(5分)(2)设展开式中第k +1项的系数最大, 则由T k +1=C k 5(23x)5-k (3x 2)k =3k C k51043k x+,(6分)得⎩⎪⎨⎪⎧3k C k 5≥3k -1C k -15,3k C k 5≥3k +1C k +15,,∴72≤k ≤92,∴k =4, (8分)即展开式中系数最大的项为T 5=C 45(23x)(3x 2)4=405263x.(10分)[总结] (1)求二项式系数最大的项,根据二项式系数的性质,当n 为奇数时,中间两项的二项式系数最大;当n 为偶数时,中间一项的二项式系数最大.(2)求展开式中系数最大项与二项式系数最大项是不同的,需根据各项系数的正、负变化情况,一般采用列不等式组、解不等式的方法求得.变式训练5.若(x 3+1x 2)n 的展开式中第6项系数最大,则不含x 的项是( )A .210B .120C .461D .416解析:由题意知展开式中第6项二项式系数最大, n2+1=6,∴n =10, T r +1=C r 10x3(10-r )(1x2)r =C r 10x 30-5r . ∴30-5r =0.∴r =6.常数项为C 610=210. 答案:A 5.已知()nx 31+的展开式中,末三项的二项式系数的和等于121,求展开式中二项式系数最大的项.解:由题意知C n n +C n -1n +C n -2n =121, 即C 0n +C 1n +C 2n =121,∴1+n+n(n-1)2=121,即n2+n-240=0,解得n=15或-16(舍).∴在(1+3x)15的展开式中二项式系数最大的项是第八、九两项,且T8=C715(3x)7=C71537x7,T9=C815(3x)8=C81538x8.1.二项式展开式中的常数项是()A.180B.90C.45D.3602.二项式的展开式中x3 的系数是()A.84B. -84C.126D. -1263.设,则=()A.﹣2014B.2014C.﹣2015D.20154.的展开式中含有常数项为第( )项A.4B.5C.6D.75.若对于任意的实数x ,有x3=a0+a1(x-2)+a2(x-2)2+a3(x-2)3,则a2的值为()A.3B.6C.9D.126.在二项式的展开式中,含x4 的项的系数是()A.﹣10B.10C.﹣5D.57.展开式中不含x4项的系数的和为( )A.-1B.0C.1D.28.812014 除以100的余数是()A.1B.79C.21D.819.除以9的余数为( )A.8B.7C.6D.510.二项式展开式中的常数项是()A.第7项B.第8项C.第9项D.第10项11.在二项式的展开式中,前三项的系数成等差数列,则该二项式展开式中x-2项的系数为()A.1B.4C.8D.1612.将二项式的展开式按x的降幂排列,若前三项系数成等差数列,则该展开式中x的指数是整数的项共有()个A.3B.4C.5D.613.已知展开式中,各项系数的和与其各项二项式系数的和之比为64,则n等于()A.4B.5C.6D.714.展开式中x3的系数为10,则实数a等于()A. -1B.C.1D.215.在的二项式展开式中,只有第5项的二项式系数最大,则n= ()A.6B.7C.8D.9二、填空题16.设的展开式的各项系数之和为M ,二项式系数之和为N ,若M-N=240 ,则n =________.17.的展开式中各项系数的和为2,则该展开式中常数项为________.18.(a+2x+3x2)(1+x)5的展开式中一次项的系数为-3 ,则x5的系数为________19.已知的展开式中的常数项为T ,f(x) 是以T 为周期的偶函数,且当时,f(x)=x ,若在区间[-1,3] 内,函数g(x)=f(x)-kx-k有4个零点,则实数k 的取值范围是________20.对任意实数x ,有,则a3 的值为________.三、解答题21.求的二项展开式中的第5项的二项式系数和系数.22.在二项式的展开式中:(1)求展开式中含x3项的系数;(2)如果第3k项和第k+2项的二项式系数相等,试求k的值.23.已知(+3x2)n的展开式中,各项系数和比它的二项式系数和大992,求:(1)展开式中二项式系数最大的项;(2)展开式中系数最大的项.24.已知,且.(1)求n的值;(2)求的值25.已知的展开式的二项式系数之和为32,且展开式中含x3项的系数为80.(1)求m和n的值;(2)求展开式中含x2项的系数.课堂运用答案解析一、选择题1.【答案】A【考点】二项式定理【解析】【解答】二项式展开式的通项为令得r=2所以二项式展开式中的常数项是.故选A.【分析】本题主要考查了二项式定理,解决问题的关键是根据二项式通项计算即可.2.【答案】B【考点】二项式系数的性质【解析】【解答】由于二项式的通项公式为,令9-2r=3,解得r=3,∴展开式中x3的系数是(−1)3• ,故答案为B.【分析】本题主要考查了二项式系数的性质,解决问题的关键是根据二项式系数的性质计算即可.3.【答案】D【考点】二项式定理的应用【解析】【解答】由题意可得即为展开式第2015项的系数,再根据通项公式可得第2015项的系数为:,故选D.【分析】本题主要考查了二项式定理的应用,解决问题的关键是根据二项式定理的性质分析计算即可.4.【答案】B【考点】二项式定理【解析】【解答】由二项展开式公式:,当8-2r=0,即r=4时,T5为常数项,所以常数项为第5项.故选B【分析】本题主要考查了二项式定理,解决问题的关键是根据二项式计算即可.5.【答案】B【考点】二项式定理的应用【解析】【解答】因为,所以,故选择B.【分析】本题主要考查了二项式定理的应用,解决问题的关键是根据二项式的性质计算即可.6.【答案】B【考点】二项式系数的性质【解析】【解答】由二项式定理知,二项式的展开式通项为:,令,得,则的项的系数为:.【分析】本题主要考查了二项式系数的性质,解决问题的关键是根据二项式定理的性质计算即可.7.【答案】B【考点】二项式系数的性质【解析】【解答】由二项式定理知,展开式中最后一项含x4,其系数为1,令x=1得,此二项展开式的各项系数和为,故不含x4项的系数和为1-1=0,故选B.【分析】本题主要考查了二项式系数的性质,解决问题的关键是根据二项式的特征计算即可.8.【答案】C【考点】二项式定理的应用【解析】【解答】== 4,即除以100的余数为21.【分析】本题主要考查了二项式定理的应用,解决问题的关键是根据二项式性质分析计算即可.9.【答案】B【考点】二项式定理的应用【解析】【解答】依题意S=++…+=227-1=89-1=(9-1)9-1=×99-×98+…+×9--1=9( ×98-×97+…+)-2.∴ ×98-×97+…+是正整数,∴S被9除的余数为7.选B.【分析】本题主要考查了二项式定理的应用,解决问题的关键是根据二项式展开性质计算即可.10.【答案】C【考点】二项式定理【解析】【解答】根据二项式定理可得的第项展开式为,要使得为常数项,要求,所以常数项为第9项.【分析】本题主要考查了二项式定理,解决问题的关键是根据二项式定理的性质分析计算即可.11.【答案】A【考点】二项式系数的性质【解析】【解答】由题意可得,成等差数列,∴ ,解得n=8.故展开式的通项公式为,令,求得r=8,故该二项式展开式中项的系数为,故选:A.【分析】本题主要考查了二项式系数的性质,解决问题的关键是二项式性质计算即可.12.【答案】A【考点】二项式系数的性质【解析】【解答】展开式的通项为∴前三项的系数分别是,∴前三项系数成等差数列∴∴∴当时,∴,展开式中x 的指数是整数,故共有3个,答案为A.【分析】本题主要考查了二项式系数的性质,解决问题的关键是根据实际问题结合二项式系数的性质计算即可.13.【答案】C【考点】二项式系数的性质【解析】【解答】展开式中各项系数和为x取时式子的值,所以各项系数和为,而二项式系数和为,因此,所以,答案选C.【分析】本题主要考查了二项式系数的性质,解决问题的关键是根据二项式系数的性质分析计算即可. 14.【答案】D【考点】二项式定理【解析】【解答】二项式的展开式的通项,当5-2r=3 时,r=1,系数,解得a=2,答案选D.【分析】本题主要考查了二项式定理,解决问题的关键是根据二项式定理分析其通项计算即可.15.【答案】C【考点】二项式系数的性质【解析】【解答】因为在的二项式展开式中,只有第5项的二项式系数最大所以由此可得:,即所以即.【分析】本题主要考查了二项式系数的性质,解决问题的关键是根据二项式系数的单调性计算即可.二、填空题16.【答案】4【考点】二项式系数的性质【解析】【解答】由题设知:,解得:,所以答案应填:4.【分析】本题主要考查了二项式系数的性质,解决问题的关键是根据二项式系数的性质计算即可.17.【答案】40【考点】二项式系数的性质【解析】【解答】由题意,,解得:,所以的展开式中常数项为:所以答案应填:40.【分析】本题主要考查了二项式系数的性质,解决问题的关键是二项式系数的性质计算即可.18.【答案】39【考点】二项式系数的性质【解析】【解答】由题意:,解得:,所以,展开式中的系数为,所以答案应填:39【分析】本题主要考查了二项式系数的性质,解决问题的关键是根据二项式性质计算即可.19.【答案】""【解析】【解答】∴ 的常数项为∴f(x)是以2为周期的偶函数∴区间[-1,3]是两个周期∴区间[-1,3]内,函数有4个零点可转化为f(x)与有四个交点当k=0时,两函数图象只有两个交点,不合题意,当k≠0时,∴ ,两函数图象有四个交点,必有解得,故填:.【分析】本题主要考查了二项式定理的应用,解决问题的关键是根据二项式定理的性质结合函数性质计算即可.20.【答案】8【考点】二项式系数的性质【解析】【解答】,所以.【分析】本题主要考查了二项式系数的性质,解决问题的关键是要配成指定形式,再展开三、解答题21.【答案】【解答】解:,所以二项式系数为,系数为.【考点】二项式系数的性质【解析】【分析】本题主要考查了二项式系数的性质,解决问题的关键是利用二项式定理的通项公式写出,再求出二项式系数与系数.22.【答案】(1)【解答】解:展开式第r+1项:令,解得r=2,∴展开式中含x3项的系数为(2)【解答】解:∴第3k项的二项式系数为,第k+2项的二项式系数∴故3k-1=k+1或3k-1+k+1=12 解得k=1或k=3【解析】【分析】本题主要考查了二项式系数的性质,解决问题的关键是(1)写出二项式的展开式的特征项,当x的指数是3时,把3代入整理出k 的值,就得到这一项的系数的值.(2)根据上一问写出的特征项和第3k项和第k+2项的二项式系数相等,表示出一个关于k的方程,解方程即可.23.【答案】(1)解:令x=1,则展开式中各项系数和为(1+3)n=22n.又展开式中二项式系数和为2n,∴22n-2n=992,n=5∴n=5,展开式共6项,二项式系数最大的项为第3、4两项,∴T3=C52 ( )3(3x2)2=90x6,T4=C53 ( )2(3x2)3=(2)解:设展开式中第r+1项系数最大,则T r+1=C5r ( )5-r(3x2)r=3r C5r,∴ ,则,∴r=4,即展开式中第5项系数最大,T5=C54 ( )(3x2)4=405.【考点】二项式系数的性质【解析】【分析】本题主要考查了二项式系数的性质,解决问题的关键是(1)利用赋值法求出各项系数和,与二项式系数和求出值,利用二项式系数的性质求展开式中二项式系数最大的项;(2)设出展开式中系数最大的项,利用进行求解即可.24.【答案】(1)【解答】解:由已知得:,由于, 所以(2)【解答】解:当x=1时,当x=0时,所以,【考点】二项式系数的性质,二项式定理的应用【解析】【分析】本题主要考查了二项式系数的性质;二项式定理的应用,解决问题的关键是:(1)首先注意等式中n的取值应满足:且n为正整数,其次是公式和的准确使用,将已知等式转化为n的方程,解此方程即得;(2)应用赋值法:注意观察已知二项式及右边展开式,由于要求,所以首先令x=1,得;然后就只要求出a0的值来即可,因此需令x=0,得,从而得结果25.【答案】(1)【解答】解:由题意,,则n=5,由通项公式,则r=3,所以,所以m=2(2)【解答】解:=,所以展开式中含x2项的系数为.【考点】二项式系数的性质,二项式定理的应用【解析】【分析】本题主要考查了二项式系数的性质;二项式定理的应用,解决问题的关键是(1)二项式系数之和为:,令易求得n,其次利用二项展开式的通项公式中令r=3,易求得m;(2)在前小题已求得的m,n的基础上,要求展开式中求特定项(含x2项)的系数,只需把两个二项式展开,对于展开式中的常数项与展开式中的x2项的系数乘,一次项系数与其一次项系数乘,二次项系数与其常数项乘,再把所得值相加即为所求.一、选择题1.二项式展开式中的系数为()A.5B.16C.80D.2.在的展开式中,含的项的系数是()A.60B.160C.180D.2403.展开式的各项系数之和大于8,小于32,则展开式中系数最大的项是()A. B. C. D.或4.设,那么的值为()A. B. C. D.5.的展开式中含项的系数为()A. B. C. D.6.的展开式中,的系数为()A.15B.C.60D.7.的展开式中常数项为()A. B. C. D.8.的展开式中,各项系数之和为,各项的二项式系数之和为,且,则展开式中常数项为()A.6B.9C.12D.18二、填空题9.若的展开式中第三项与第五项的系数之比为,则展开式中常数项是________.10.在的展开式中,项的系数为________.(结果用数值表示)11.二项式的展开式中,前三项的系数依次成等差数列,则此展开式中有理项有________项.三、解答题12.已知在的展开式中,第6项为常数项.(1)求;(2)求含项的系数;(3)求展开式中所有的有理项.13.已知二项式.(1)若它的二项式系数之和为.①求展开式中二项式系数最大的项;②求展开式中系数最大的项;(2)若,求二项式的值被除的余数.14.已知在的展开式中,第5项的系数与第3项的系数之比是14∴1.(1)求展开式中的系数;(2)求展开式中系数绝对值最大的项;(3)求的值.课后作业答案解析1.【答案】C【考点】二项式定理,二项式系数的性质【解析】【解答】二项展开式的通项公式为,则当时,其展开式中的的系数为.故答案为:C.【分析】先求出二项的展开式的通项,然后令x的指数为1,求出r,从而可求出x的系数.2.【答案】D【考点】二项式定理的应用【解析】【解答】展开式的通项为,令,则,则含的项的系数为.故答案为:D.【分析】利用二项展开式的通项公式求出第r+1项,令x的指数为7得含x7项的系数.3.【答案】A【考点】二项式定理的应用【解析】【解答】令,可得各项系数的之和为,则,解得,中间一项的系数最大,则,故答案为:A.【分析】令x=1,可求出展开式中的各项系数之和,通过各项系数之和大于8,小于32由已知求出n,即可求解中间项系数最大.4.【答案】B【考点】二项式系数的性质【解析】【解答】时,;时,,∴ ,,∴ ,故答案为:B.【分析】利用展开式,分别令x=1与-1,两式相加或相减可得结论.5.【答案】A【考点】二项式定理的应用【解析】【解答】∴ ,故展开式中含项的系数为.故答案为:A.【分析】把(1+x)5 按照二项式定理展开,可得展开式中含x3项的系数.6.【答案】C【考点】二项式系数的性质【解析】【解答】,系数为.故答案为:C.【分析】根据二项式展开式的通项公式,利用展开式中x4y2,即可求出对应的系数.7.【答案】B【考点】二项式系数的性质,二项式定理的应用【解析】【解答】因为,常数项为,中常数项为,故展开式中常数项为,故答案为:B.【分析】把所给的三项式变为二项式,利用二项式展开式的通项公式,求得展开式中常数项.8.【答案】B【考点】二项式系数的性质【解析】【解答】由二项展开式的性质,可得,所以,所以.展开式的通项为,令可得,常数项为,故答案为:B.【分析】通过给x 赋值1得各项系数和,据二项式系数和公式求出B,列出方程求出n,利用二项展开式的通项公式求出第r+1项,令x的指数为0得常数项.9.【答案】【考点】二项式定理的应用【解析】【解答】的展开式中第三项的系数为,第五项的系数为,由题意有,解得. 的展开式的通项为,由得,所以展开式的常数项为.【分析】利用二项展开式的通项公式求出展开式中第三项与第五项的系数,列出方程求出n;利用二项展开式的通项公式求出第r+1项,令x的指数为0求出常数项.10.【答案】【考点】二项式定理的应用【解析】【解答】,令,得,,的展开式的通项为,则项的系数为.【分析】先把三项式写成二项式,求得二项式展开式的通项公式,再求一次二项式的展开式的通项公式,令x的幂指数等于4,求得r、m的值,即可求得x4项的系数.11.【答案】3【考点】二项式系数的性质,二项式定理的应用【解析】【解答】由题意可得成等差数列,即,化简可得,解得n=8,或n=1(舍去).二项式的展开式的通项公式为,为整数,可得r=0,4,8,故此展开式中有理项的项数是3.【分析】利用二项展开式的通项公式求出展开式的通项,求出前三项的系数,利用等差数列得到关于n的等式,求出n的值,将n的值代入通项,令x的指数为整数,得到r的值,得到展开式中有理项的项数.12.【答案】(1)解:的展开式的通项为= ,又第6项为常数项,则当r=5时,,即=0,可得n=10.(2)解:由(1)可得,,令,可得r=2,所以含x2项的系数为(3)解:由(1)可得,,若T r+1为有理项,则,且0≤r≤10,所以r=2,5,8,则展开式中的有理项分别为,,【考点】二项式系数的性质【解析】【分析】(1)利用通项公式即可得出.(2)根据通项公式,由题意得x的指数是整数,通过取值即可得出.13.【答案】(1)解:,通项为.①二项式系数最大的项为第项,.② ,则展开式中系数最大的项为第项,(2)解:,转化为被除的余数,,即余数为【考点】二项式系数的性质,二项式定理的应用【解析】【分析】(1)根据二项式系数之和为2n=128 求得n的值,可得二项式系数最大的项为第四项和第五项,利用二项展开式的通项公式求出这2项.(2)假设第r+1项的系数最大,列出不等式组求得r的值,可得结论.14.【答案】(1)解:由题意得,解得.通项为,令,得,于是系数为(2)解:设第项系数的绝对值最大,则解得,于是只能为6,所以系数绝对值最大的项为(3)解:原式【考点】二项式系数的性质,二项式定理的应用【解析】【分析】(1)利用二项展开式的通项公式求出展开式的通项,求出展开式中第3项与第5项的系数列出方程求出n的值.(2)设出第r+1项为系数的绝对值最大的项,即可列出关于r的不等式,解得即可,(3)利用二项式定理求得结果.。
《二项式定理》教学设计
一、教学目标
1.知识与技能:
(1)通过利用计数原理证明二项式定理;
(2)理解并掌握二项式定理及二项式展开式,并能简单应用.
(3)能区分二项式系数与二项式展开式项的系数。
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、类比、概括的能力,以及化归的意识与知识迁移的能力,体会从特殊到一般的思维方式,并形成从特殊到一般的归纳,然后证明,最后再应用的思想意识。
3. 情感、态度与价值观:
培养学生的自主探究意识、创新精神,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:理解用计数原理分析(a+b)2、(a+b)3、(a+b)4的展开式的形成过程,并依此方法得到二项展开式。
推导出二项式定理,二项展开式的通项公式,区别二项式系数及项的系数。
难点:①二项展开式中会有哪几种类型的项?②展开式中各项的系数如何确定?
三、教学方法与工具
为了突破难点,突出重点,我采用化归的思想,将二项展开过程化归到熟悉的有放
回问题;设计(a+b)2、(a+b)3、(a+b)4的展开式的形成过程,通过牢牢扣住二项
式定理的核心问题依旧是计数原理的问题,启发引导问题的解决;采用多媒体教学手段.
2,
,
通项:
、求解展。
北师大版高中数学 二项式定理
__________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________
1.熟练掌握二项式定理的有关概念.
2.利用二项式定理解决三项以上的展开式问题.
3.理解二项式系数与展开式系数的区别.
4.利用二项式定理证明不等式.
1.二项式定理的概念:
___________________________________________这个公式就叫做二项式定理,右边的多项式叫做()n a b +的二项展开式;它一共有n +1项,其中r n r r n C a b -叫做二项展开式的通项. 注意:(1)展开式共有n+1项.
(2)各项的次数都等于二项式的幂指数n.
(3)字母a 的幂指数按降幂排列,从第一项开始,次数由n 逐项减1直到为0,字母b 的幂指数按升幂排列,从第一项开始,次数由0逐项加1直到为n.
2.展开式中二项式系数的性质:
(1)____m n C =;
(2)1______m m n n
C C -+=; (3)当12n r -<
时,1;r r n n C C +<当12n r ->时,1r r n n C C +<; (4)01n n n n C C C +++____.=
类型一.二项式定理的有关概念
例1:有二项式102)3x
.
(1)求展开式第4项的二项式系数;
(2)求展开式第4项的系数;
(3)求第4项.
练习1:在24
的展开式中,x 的幂指数是整数的项共有( ) A.3项 B.4项
C.5项
D.6项 类型二.二项式系数的特点及性质
例2:已知1(2)2n a +的展开式中第五、六、七项的二项式系数成等差数列,求展开式中二项式系数最大的项.
练习1:282()x x +的展开式中x 4的系数是( )
A .16
B .70
C .560
D .1120 类型三.二项式定理的基本应用
例3:求二项式210(
x +
展开式中的常数项.
练习1:在二项式25
1()x x -的展开式中,含x 4的项的系数是( )
A .-10
B .10
C .-5
D .5 类型四.二项式定理的综合应用 例4:利用二项式定理证明对一切*,n ∈N 都有1
2(1) 3.n
n ≤+<
练习1:(12)n x +的展开式中第6项与第7项的系数相等,求展开式中二项式系数最大的项和系数最大的项.
1.在()n x y +展开式中第4项与第8项的系数相等,则展开式中系数最大的项是( )
A.第6项
B.第5项
C.第5、6项
D.第6、7项 2.11(1)x -展开式中偶数项的系数和为( )
A.102
B.102-
C.112
D.1121-
3.若
n 的展开式中存在常数项,则n 的值可以是( ) A.8
B.9
C.10
D.12 4.234(1)x x x +++的展开式中奇次项系数的和是( )
A.64
B.120
C.128
D.256 5.6(2)x +的展开式中x 3的系数是( )
A .20
B .40
C . 80
D .160 6.921()x x -
的展开式中的常数项是( ) A.39C B.39C - C.29C D.2
9C - 7.10()x y -的展开式中,73x y 的系数与37x y 系数之和等于______.
8.在323(1)(1(1x +++
+的展开式中,x 的系数为______.(用数字作答)
__________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________
基础巩固
1.
若4(1a =+(a ,b 为有理数),则a +b =( )
A .53
B .29
C .23
D .19 2.3821()2a b
-的展开式中所有项系数总和是( ) A .28 B.812
C .0
D .1 3.21()n x x
-的展开式中,常数项为15,则n =( ). A .3
B .4
C .5
D .6 4.若31(2)n a a +的展开式的常数项是第7项,则正整数n 的值为( )
A .7
B .8
C .9
D .10 5.若32(4)n a b +的展开式中有一项是128.ma b 则m ,n 的值分别为________.
6.(2015北京)在()52x +的展开式中,3x 的系数为_______.(用数字作答)
7.(2015福建)的展开式中,的系数等于_______.(用数字作答) 8.
已知n 的展开式中偶数项的二项式系数的和比2()n a b +的展开式中奇数项的二项式系数的和小120,求第一个展开式中的第三项.
能力提升
1.(2015高考新标)的展开式中,的系数为( )
A .10
B.20
C.30
D.60 2.(2015安徽)的展开式中的系数是__________.(用数字填写答案)
3.若(31)n x +的展开式中各项系数的和是256,则展开式中2x 的系数为________.
4.若32(1)1,n n x x ax bx nx +=+++++且a :b =3:1,那么n =________.
5.(2015陕西)二项式的展开式中的系数为15,则( )
A .4
B .5
C .6
D .
7
()5
2x +2x 25()x x y ++52x y 371()x x +5x (1)()n x n N ++∈2x n =
6.若22012(1)n x x a a x a x ++=++++220242,n n n a x a a a a ++++则等于( ) A .2n B.312
n - C.12n + D.312n + 7.29928(3281)(572)x x x x +--+的展开式的常数项是( ).
A .0
B .2
C .-2
D .-28
8.(1)求7(12)x +展开式中系数最大的项;
(2)求(1-2x )7展开式中系数最大的项.。