2020年高考数学一轮复习讲义:10[1].3-二项式定理专项模拟讲义总复习
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第3讲二项式定理[最新考纲]1.能用计数原理证明二项式定理.2.会用二项式定理解决与二项展开式有关的简单问题.知识梳理1.二项式定理二项式定理(a+b)n=C0n a n+C1n a n-1b+…+C r n a n-r b r+…+C n n b n(n∈N*)二项展开式T r+1=C r n a n-r b r,它表示第r+1项的通项公式二项式系数二项展开式中各项的系数C0n,C1n,…,C n n2.二项式系数的性质(1)0≤k ≤n 时,C k n 与C n -k n 的关系是C k n =C n -kn .(2)二项式系数先增后减中间项最大当n 为偶数时,第n 2+1项的二项式系数最大,最大值为C n2n ;当n 为奇数时,第n +12项和n +32项的二项式系数最大,最大值为C n -12n 或C n +12n .(3)各二项式系数和:C 0n +C 1n +C 2n +…+C n n =2n , C 0n +C 2n +C 4n +…=C 1n +C 3n +C 5n +…=2n -1. 辨 析 感 悟1.二项式定理的理解(1)C r n an -r b r 是(a +b )n 的展开式中的第r 项.(×) (2)在(1-x )9的展开式中系数最大的项是第5项和第6项.(×) (3)(教材习题改编)在⎝ ⎛⎭⎪⎫x -2x 6的二项展开式中,常数项为-160.(√)2.二项式系数的性质(4)(a +b )n 的展开式中某一项的二项式系数与a ,b 无关.(√)(5)若(3x -1)7=a 7x 7+a 6x 6+…+a 1x +a 0,则a 7+a 6+…+a 1的值为128.(×) (6)(·安徽卷改编)若⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x +a 3x n 的展开式中,仅有第5项的二项式系数最大,且x 4的系数为7,则实数a =12.(√) [感悟·提升]1.二项式定理(a +b )n =C 0n a n +C 1n a n -1b +…+C r n a n -r b r +…+C n n b n (n ∈N *)揭示二项展开式的规律,一定牢记通项公式T r +1=C r n an -r b r 是展开式的第r +1项,不是第r 项,如(1).2.二项式系数与展开式项的系数的异同一是在T r +1=C r n a n -r b r 中,C r n 是该项的二项式系数,与该项的(字母)系数是两个不同的概念,前者只指C r n ,而后者是字母外的部分,前者只与n 和r 有关,恒为正,后者还与a ,b 有关,可正可负,如(2)就是混淆两个概念的区别. 二是二项式系数的最值与增减性与指数n 的奇偶性有关,当n 为偶数,中间一项的二项式系数最大,如(6);当n 为奇数时,中间两项的二项式系数相等,且同时取得最大值.考点一 通项公式及其应用【例1】 (1)(浙江卷)设二项式⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x -13x 5的展开式中常数项为A ,则A =________. (2)(新课标全国Ⅱ卷)已知(1+ax )(1+x )5的展开式中x 2的系数为5,则a 等于( ).A .-4B .-3C .-2D .-1 解析(1)T r +1=C r 5(x )5-r ⎝⎛⎭⎪⎪⎫-13x r =()xC r rr 6525`51--,令52-56r =0,得r =3,∴A =-C 35=-10.(2)(1+ax )(1+x )5=(1+x )5+ax (1+x )5,又(1+x )5中含有x 与x 2的项为T 2=C 15x ,T 3=C 25x 2. ∴展开式中x 2的系数为C 25+a ·C 15=5,∴a =-1. 答案 (1)-10 (2)D规律方法 (1)二项式定理的核心是通项公式,求解此类问题可以分两步完成:第一步根据所给出的条件(特定项)和通项公式,建立方程来确定指数(求解时要注意二项式系数中n 和r 的隐含条件,即n ,r 均为非负整数,且n ≥r ,如常数项指数为零、有理项指数为整数等);第二步是根据所求的指数,再求所求解的项. (2)求两个多项式的积的特定项,可先化简或利用分类加法计数原理讨论求解. 【训练1】 (1)(大纲全国卷改编)(1+x )8(1+y )4的展开式中x 2y 2的系数是________.(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________.解析 (1)∵(1+x )8的通项为C k 8x k ,(1+y )4的通项为C t 4y t,∴(1+x )8(1+y )4的通项为C k 8C k 4x k y t ,令k =2,t =2,得x 2y 2的系数为C 28C 24=168.(2)⎝⎛⎭⎪⎫x -a x 6展开式的通项T r +1=(-a )r C r 6x 6-32r ∴A =(-a )2C 26,B =(-a )4C 46,由B =4A ,得(-a )4C 46=4(-a )2C 26,解之得a =±2. 又a >0,所以a =2. 答案 (1)168 (2)2学生用书 第177页考点二 二项式系数的性质与各项系数和【例2】 (1)(青岛模拟)设(1+x )n =a 0+a 1x +a 2x 2+…+a n x n ,若a 1+a 2+…+a n =63,则展开式中系数最大的项是( ). A .15x 2 B .20x 3 C .21x 3 D .35x 3(2)若⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1x n 的展开式中第3项与第7项的二项式系数相等,则该展开式中1x 2的系数为________.审题路线 (1)先赋值求a 0及各项系数和,进而求得n 值,再运用二项式系数性质与通项公式求解.(2)根据二项式系数性质,由C 2n =C 6n ,确定n 的值,求出1x 2的系数. 解析 (1)∵(1+x )n =a 0+a 1x +a 2x 2+…+a n x n , 令x =0,得a 0=1.令x =1,则(1+1)n =a 0+a 1+a 2+…+a n =64,∴n =6, 又(1+x )6的展开式二项式系数最大项的系数最大,∴(1+x )6的展开式系数最大项为T 4=C 36x 3=20x 3. (2)由题意知,C 2n =C 6n ,∴n =8.∴T r +1=C r 8·x 8-r ·⎝ ⎛⎭⎪⎫1x r=C r 8·x 8-2r , 当8-2r =-2时,r =5,∴1x 2的系数为C 58=C 38=56. 答案 (1)B (2)56规律方法 (1)第(1)小题求解的关键在于赋值,求出a 0与n 的值;第(2)小题在求解过程中,常因把n 的等量关系表示为C 3n =C 7n ,而求错n 的值.(2)求解这类问题要注意:①区别二项式系数与展开式中项的系数,灵活利用二项式系数的性质;②根据题目特征,恰当赋值代换,常见的赋值方法是使得字母因式的值或目标式的值为1,-1.【训练2】 (1)二项式⎝ ⎛⎭⎪⎫x +2x 2n 的展开式中只有第6项的二项式系数最大,则展开式中常数项是( ).A .180B .90C .45D .360(2)若(1-2x )=a 0+a 1x +a 2x 2+…+ax (x ∈R ),则a 12+a 222+a 323+…+a 201422014的值为________.解析 (1)由二项式系数的性质,得n =10,∴T r +1=C r 10(x )10-r ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x 2r =2r C r 10·xr 255-,令5-52r =0,则r =2,从而T 3=4C 210=180. (2)令x =0,得a 0=(1-0)=1.令x =12,则a 0+a 12+a 222+…+a 201422014=0, ∴a 12+a 222+…+a 201422014=-1. 答案 (1)A (2)-1考点三 二项式定理的应用【例3】 (湖北卷)设a ∈Z ,且0≤a <13,若512 012+a 能被13整除,则a =( ). A .0 B .1 C .11 D .12 解析 512 012+a =(52-1)2 012+a=C 02 012·522 012-C 12 012·522 011+…+C 2 0112 012×52·(-1)2 011+C 2 0122 012·(-1)2 012+a , ∵C 02 012·522 012-C 12 012·522 011+…+C 2 0112 012×52·(-1)2 011能被13整除. 且512 012+a 能被13整除,∴C 2 0122 012·(-1)2 012+a =1+a 也能被13整除. 因此a 可取值12. 答案 D规律方法 (1)本题求解的关键在于将512 012变形为(52-1)2 012,使得展开式中的每一项与除数13建立联系.(2)用二项式定理处理整除问题,通常把底数写成除数(或与余数密切相关联的数)与某数的和或差的形式,再用二项式定理展开,但要注意两点:一是余数的范围,a =cr +b ,其中余数b ∈[0,r ),r 是除数,切记余数不能为负,二是二项式定理的逆用.【训练3】 1-90C 110+902C 210-903C 310+…+(-1)k 90k C k 10+…+9010C 1010除以88的余数是( ).A .-1B .1C .-87D .87解析 1-90C 110+902C 210+…+(-1)k 90k C k 10+…+9010C 1010=(1-90)10=8910=(88+1)10=8810+C 110889+…+C 91088+1,∵前10项均能被88整除,∴余数是1.答案 B1.二项展开式的通项T k +1=C k n an -k b k 是展开式的第k +1项,这是解决二项式定理有关问题的基础.在利用通项公式求指定项或指定项的系数要根据通项公式讨论对k 的限制.2.因为二项式定理中的字母可取任意数或式,所以在解题时根据题意,给字母赋值,是求解二项展开式各项系数和的一种重要方法.3.二项式定理的应用主要是对二项展开式正用、逆用,要充分利用二项展开式的特点和式子间的联系.创新突破10——二项式的和与积问题【典例】 (济南质检)⎝ ⎛⎭⎪⎫x +a x ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -1x 5的展开式中各项系数的和为2,则该展开式中常数项为( ).A .-40B .-20C .20D .40突破:展开式的常数项来源于:①“x +a x ”中的x 与⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -1x 5展开式中含1x 的项相乘;②a x 与⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -1x 5展开式中含x 的项相乘. 解析 在⎝ ⎛⎭⎪⎫x +a x ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -1x 5中,令x =1,得(1+a )(2-1)5=1+a =2,∴a =1.∵⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -1x 5展开式的通项T r +1=C r 5(2x )5-r ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1x r =C r 5·25-r (-1)r ·x 5-2r . ①令5-2r =1,得2r =4,即r =2,因此⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -1x 5展开式中x 的系数为C 2525-2·(-1)2=80.②令5-2r =-1,得2r =6,即r =3,因此⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -1x 5展开式中1x 的系数为C 3525-3·(-1)3=-40. ∴⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1x ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -1x 5展开式中常数项为80-40=40. 答案 D[反思感悟] 对于求多个二项式的和或积的展开式中某项的系数问题,要注意排列、组合知识的运用,还要注意有关指数的运算性质.对于三项式问题,一般是通过合并其中的两项或进行因式分解,转化成二项式定理的形式去求解. 【自主体验】(1+2x )3(1-x )4展开式中x 项的系数为________.解析 (1+2x )3(1-x )4展开式中的x 项的系数为两个因式相乘而得到,即第一个因式的常数项和一次项分别乘以第二个因式的一次项与常数项,它为C 03(2x )0·C 14(-x )1+C 13(2x )1·C 0414(-x )0,其系数为C 03·C 14(-1)+C 13·2=-4+6=2. 答案 2对应学生用书P361基础巩固题组(建议用时:40分钟)一、选择题1.(西安调研)若(1+3)4=a +b 3(a ,b 为有理数),则a +b =( ). A .36 B .46 C .34 D .44解析 (1+3)4=1+C 14·3+C 24·(3)2+C 34(3)3+(3)4=28+163,由题设a =28,b =16,故a +b =44. 答案 D2.(辽宁卷)使⎝⎛⎭⎪⎫3x +1x x n (n ∈N *)的展开式中含有常数项的最小的n 为( ). A .4 B .5 C .6 D .7 解析T r +1=C r n(3x )n -r ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x x r =C r n 3n -rxn -52r ,当T r +1是常数项时,n -52r =0,当r =2,n =5时成立. 答案 B3.已知⎝ ⎛⎭⎪⎫x -a x 8展开式中常数项为1 120,其中实数a 是常数,则展开式中各项系数的和是( ).A .28B .38C .1或38D .1或28解析 由题意知C 48·(-a )4=1 120,解得a =±2,令x =1,得展开式各项系数和为(1-a )8=1或38. 答案 C4.已知(x +1)10=a 1+a 2x +a 3x 2+…+a 11x 10.若数列a 1,a 2,a 3,…,a k (1≤k ≤11,k ∈Z )是一个单调递增数列,则k 的最大值是( ). A .6 B .7 C .8 D .5解析 由二项式定理知a n =C n -110(n =1,2,3,…,n ).又(x +1)10展开式中二项式系数最大项是第6项.∴a 6=C 510,则k 的最大值为6. 答案 A5.若(1+mx )6=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 6x 6,且a 1+a 2+…+a 6=63,则实数m 的值为( ). A .1或3 B .-3 C .1 D .1或-3解析 令x =0,得a 0=(1+0)6=1,令x =1,得(1+m )6=a 0+a 1+a 2+…+a 6,又a 1+a 2+a 3+…+a 6=63,∴(1+m )6=64=26,∴m =1或m =-3. 答案 D 二、填空题6.(四川卷)二项式(x +y )5的展开式中,含x 2y 3的项的系数是________(用数字作答).解析 T r +1=C r 5x5-r y r(r =0,1,2,3,4,5),依题意,r =3, ∴含x 2y 3的系数为C 35=5×4×33×2×1=10.答案 107.(a +x )4的展开式中x 3的系数等于8,则实数a =______.解析 (a +x )4的展开式中的通项T r +1=C r 4a 4-r x r ,当r =3时,有C 34·a =8,所以a =2. 答案 28.设⎝ ⎛⎭⎪⎫5x -1x n 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,则展开式中含x 的项为______. 解析 由已知条件4n -2n =240,解得n =4, T r +1=C r 4(5x )4-r ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1x r =(-1)r 54-r C r 4x 4-3r 2, 令4-3r2=1,得r =2,T 3=150x .答案 150x 三、解答题9.已知二项式(3x +1x )n 的展开式中各项的系数和为256. (1)求n ;(2)求展开式中的常数项.解 (1)由题意得C 0n +C 1n +C 2n +…+C nn =256,∴2n =256,解得n =8.(2)该二项展开式中的第r +1项为 T r +1=C r 8(3x )8-r ·⎝ ⎛⎭⎪⎫1x r =C r 8·x 8-4r 3, 令8-4r 3=0,得r =2,此时,常数项为T 3=C 28=28.10.若(2+x +x 2)⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1x 3的展开式中的常数项为a ,求⎠⎛0a (3x 2-1)d x .解 ∵⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1x 3=1-3x +3x 2-1x 3,∴(2+x +x 2)⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1x 3的展开式中的常数项为 a =2×1+1×(-3)+1×3=2.因此⎠⎛0a (3x 2-1)d x =(x 3-x )⎪⎪⎪a0=(x 3-x )⎪⎪⎪20=6.能力提升题组 (建议用时:25分钟)一、选择题1.(陕西卷)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1x 6,x <0,-x ,x ≥0,则当x >0时,f [f (x )]表达式的展开式中常数项为( ). A .-20 B .20 C .-15 D .15 解析 当x >0时,f (x )=-x <0, 所以f [f (x )]=f (-x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -x 6,T r +1=C r 6x -12(6-r )·(-x 12)r =(-1)r C r6x -3+r 2+r 2, 由r -3=0,得r =3.所以f [f (x )]表达式的展开式中常数项为(-1)3C 36=-20. 答案 A2.若将函数f (x )=x 5表示为f (x )=a 0+a 1(1+x )+a 2(1+x )2+…+a 5(1+x )5,其中a 0,a 1,a 2,…,a 5为实数,则a 3=( ). A .8 B .9 C .10 D .11解析 f (x )=x 5=(1+x -1)5,它的通项为T r +1=C r 5(1+x )r ·(-1)5-r ,T 4=C 35·(-1)2(1+x )3=10(1+x )3, ∴a 3=10. 答案 C 二、填空题3.若(1+x +x 2)6=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 12x 12,则a 2+a 4+…+a 12=________. 解析 令x =1,则a 0+a 1+a 2+…+a 12=36,令x =-1,则a 0-a 1+a 2-…+a 12=1,∴a 0+a 2+a 4+…+a 12=36+12.令x =0,则a 0=1,∴a 2+a 4+…+a 12=36+12-1=364.答案 364三、解答题4.已知(a 2+1)n展开式中的各项系数之和等于⎝ ⎛⎭⎪⎫165x 2+1x 5的展开式的常数项,而(a 2+1)n 的展开式的系数最大的项等于54,求正数a 的值.解 ⎝⎛⎭⎪⎫165x 2+1x 5展开式的通项为T r +1=C r 5⎝ ⎛⎭⎪⎫165x 25-r ·⎝ ⎛⎭⎪⎫1x r =⎝ ⎛⎭⎪⎫1655-r C r 5x 20-5r 2,令20-5r =0,得r =4,故常数项T 5=C 45×165=16.又(a 2+1)n 展开式的各项系数之和为2n ,由题意得2n =16,∴n =4.∴(a 2+1)4展开式中系数最大的项是中间项T 3,从而C 24(a 2)2=54,解得a = 3.方法强化练——计数原理 (对应学生用书P363)(建议用时:60分钟)一、选择题1.A ,B ,C ,D ,E 五人并排站成一排,如果B 必须站在A 的右边(A ,B 可以不相邻),那么不同的排法共有( ).A .24种B .60种C .90种D .120种解析 可先排C ,D ,E 三人,共A 35种排法,剩余A 、B 两人只有一种排法,由分步乘法计数原理满足条件的排法共A 35=60种.答案 B2.(·重庆质检)(1+3x )n (其中n ∈N 且n ≥6)的展开式中x 5与x 6的系数相等,则n 等于( ).A .6B .7C .8D .9解析 (1+3x )n 的展开式中含x 5的项为C 5n (3x )5=C 5n 35x 5,展开式中含x 6的项为C 6n 36x 6.由两项的系数相等得C 5n ·35=C 6n ·36,解得n =7. 答案 B3.(·济南调研)只用1,2,3三个数字组成一个四位数,规定这三个数必须同时使用,且同一数字不能相邻出现,则这样的四位数有( ).A .6个B .9个C .18个D .36个解析 由题意知,1,2,3中必有某一个数字重复使用2次,第一步确定谁被使用2次,有3种方法;第二步把这2个相等的数放在四位数不相邻的两个位置上,也有3种方法;第三步将余下的2个数放在四位数余下的2个位置上,有2种方法.故共可组成3×3×2=18个不同的四位数.答案 C4.组合式C 0n -2C 1n +4C 2n -8C 3n +…+(-2)n C n n 的值等于( ).A .(-1)nB .1C .3nD .3n -1解析 在(1+x )n =C 0n +C 1n x +C 2n x 2+…+C n n x n 中,令x =-2,得原式=(1-2)n =(-1)n .答案 A5.若⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12n 的展开式中第3项的二项式系数是15,则展开式中所有项系数之和为( ).A.132B.164 C .-164 D.1128解析 由题意知C 2n =n (n -1)2=15,所以n =6,则⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12n =⎝ ⎛⎭⎪⎫x -126,令x =1得所有项系数之和为⎝ ⎛⎭⎪⎫126=164. 答案 B6.(·杭州检测)甲、乙两人计划从A ,B ,C 三个景点中各选择两个游玩,则两人所选景点不全相同的选法共有( ).A .3种B .6种C .9种D .12种解析 甲、乙各选两个景点有C 23C 23=9种方法,其中,入选景点完全相同的有3种.∴满足条件要求的选法共有9-3=6(种).答案 B7.若(x -1)8=a 0+a 1(1+x )+a 2(1+x )2+…+a 8(1+x )8,则a 6=( ).A .112B .28C .-28D .-112解析 (x -1)8=[(x +1)-2]8=a 0+a 1(1+x )+a 2(1+x )2+…+a 8(1+x )8,∴a 6=C 28(-2)2=4C 28=112.答案 A8.(·长沙模拟)已知x ,y 满足⎩⎨⎧ x -y +2≥0,x +y -2≤0,0≤y <2(x ∈Z ,y ∈Z ),每一对整数(x ,y )对应平面上一个点,则过这些点中的其中3个点可作不同的圆的个数为( ).A .45B .36C .30D .27 解析 如图所示,阴影中的整点部分为x ,y 满足的区域,其中整数点(x ,y )共有8个,从中任取3个有C 38=56种取法.其中三点共线的有1+C 35=11(种).故可作不同的圆的个数为45.答案 A9.(·广州调研)已知a =2⎠⎛0πcos ⎝⎛⎭⎪⎫x +π6d x ,则二项式⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+a x 5的展开式中x 的系数为( ).A .10B .-10C .80D .-80解析 a =2⎠⎛0πcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6d x =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6⎪⎪⎪π0=-2,则⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+a x 5=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2-2x 5,∴T r +1=C r 5x 2(5-r )⎝ ⎛⎭⎪⎫-2x r =(-2)r C r 5x 10-3r .令10-3r =1,得r =3. ∴展开式中x 的系数为(-2)3C 35=-80.答案 D10.(·衡水中学模拟)用1,2,3,4,5,6组成六位数(没有重复数字),要求任何相邻两个数字的奇偶性不同,且1和2相邻,这样的六位数的个数是( ).A .40B .20C .80D .30解析 先将3,5排列,有A 22种排法;再将4,6插空排列,有2A 22种排法;最后将1,2插入3,4,5,6形成的空中,有C 15种排法.由分步乘法计数原理知,共有A 22·2A 22·C 15=40种.答案 A二、填空题11.⎝⎛⎭⎪⎪⎫2x +13x n 的展开式中各项系数之和为729,则该展开式中二项式系数最大的项等于________.解析 依题意,令x =1,有3n =729,则n =6,∴展开式第4项的二项式系数最大,则T 4=C 36(2x )3⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫13x 3=160x 2. 答案 160x 212.(·郑州调研)某商店要求甲、乙、丙、丁、戊五种不同的商品在货架上排成一排,其中甲、乙两种必须排在一起,而丙、丁两种不能排在一起,不同的排法共有________种.解析 甲、乙作为元素集团,内部有A 22种排法,“甲乙”元素集团与“戊”全排列有A 22种排法.将丙、丁插在3个空档中有A 23种方法.∴由分步计数原理,共有A 22A 22A 23=24种排法.答案 2413.(·新课标全国Ⅰ卷)设m 为正整数,(x +y )2m 展开式的二项式系数的最大值为a ,(x +y )2m +1展开式的二项式系数的最大值为b ,若13a =7b ,则m =________.解析 由二项式系数的性质,得a =C m 2m ,b =C m 2m +1=C m +12m +1,又13a =7b ,因此13C m 2m =7C m 2m +1,解得m =6.答案 614.甲、乙、丙3人站到共有7级的台阶上,若每级台阶最多站2人,同一级台阶上的人不区分站的位置,则不同的站法种数是________(用数字作答).解析 当每个台阶上各站1人时有A 33C 37种站法,当两个人站在同一个台阶上时有C 23C 17C 16种站法,因此不同的站法种数有A 33C 37+C 23C 17C 16=210+126=336(种). 答案 33615.(·无锡质检)(x 2+2)⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 2-15的展开式的常数项是________.解析 二项式⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 2-15展开式的通项为: T r +1=C r 5⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 25-r ·(-1)r =C r 5·x 2r -10·(-1)r . 当2r -10=-2,即r =4时,有x 2·C 45x -2·(-1)4=C 45×(-1)4=5;当2r -10=0,即r =5时,有2·C 55x 0·(-1)5=-2. ∴展开式中的常数项为5-2=3.答案 316.将6位志愿者分成4个组,其中两个组各2人,另两个组各1人.分赴世博会的四个不同场馆服务,不同的分配方案种数有________.解析 将6位志愿者分为2名,2名,1名,1名四组,有C 26C 24A 22=12×15×6=45种分组方法.将四组分赴四个不同场馆有A 44种方法.∴根据分步乘法计数原理,不同的分配方案有45·A 44=1 080种方法. 答案 1 080三、解答题17.已知⎝ ⎛⎭⎪⎫12+2x n , (1)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大项的系数;(2)若展开式前三项的二项式系数和等于79,求展开式中系数最大的项.解 (1)∵C 4n +C 6n =2C 5n ,∴n 2-21n +98=0.∴n =7或n =14,当n =7时,展开式中二项式系数最大的项是T 4和T 5.∴T 4的系数为C 37⎝ ⎛⎭⎪⎫12423=352, T 5的系数为C 47⎝ ⎛⎭⎪⎫12324=70, 当n =14时,展开式中二项式系数最大的项是T 8.∴T 8的系数为C 714⎝ ⎛⎭⎪⎫12727=3 432.(2)∵C 0n +C 1n +C 2n =79,∴n 2+n -156=0.∴n =12或n =-13(舍去).设T k +1项的系数最大,∵⎝ ⎛⎭⎪⎫12+2x 12=⎝ ⎛⎭⎪⎫1212(1+4x )12, ∴⎩⎨⎧C k 124k ≥C k -1124k -1,C k 124k ≥C k +1124k +1. ∴9.4≤k ≤10.4,∴k =10. ∴展开式中系数最大的项为T 11,T 11=C 1012·⎝ ⎛⎭⎪⎫122·210·x 10=16 896x 10. 18.(1)3人坐在有八个座位的一排上,若每人的左右两边都要有空位,则不同坐法的种数为多少?(2)现有10个保送上大学的名额,分配给7所学校,每校至少有1个名额,问名额分配的方法共有多少种?解 (1)由题意知有5个座位都是空的,我们把3个人看成是坐在座位上的人,往5个空座的空档插.由于这5个空座位之间共有4个空,3个人去插,共有A 34=24种.(2)法一 每个学校至少一个名额,则分去7个,剩余3个名额分到7所学校的方法种数就是要求的分配方法种数.分类:若3个名额分到一所学校有7种方法;若分配到2所学校有C 27×2=42种;若分配到3所学校有C 37=35种.∴共有7+42+35=84种方法.法二 10个元素之间有9个间隔,要求分成7份,相当于用6块档板插在9个间隔中,共有C 69=84种不同方法.所以名额分配的方法共有84种. 学生用书 第178页少年智则国智,少年富则国富,少年强则国强,少年独立则国独立,少年自由则国自由,少年进步则国进步,少年胜于欧洲则国胜于欧洲,少年雄于地球则国雄于地球。
第三节二项式定理1.二项式定理(1)二项式定理:(a+b)n=C0n a n+C1n a n-1b+…+C k n a n-k b k+…+C n n b n(n∈N*)❶;(2)通项公式:T k+1=C k n a n-k b k,它表示第k+1项;(3)二项式系数:二项展开式中各项的系数为C0n,C1n,…,C n n❷.2.二项式系数的性质(1)项数为n+1.(2)各项的次数都等于二项式的幂指数n,即a与b的指数的和为n.(3)字母a按降幂排列,从第一项开始,次数由n逐项减1直到零;字母b按升幂排列,从第一项起,次数由零逐项增1直到n.二项式系数与项的系数的区别二项式系数是指C0n,C1n,…,C n n,它只与各项的项数有关,而与a,b的值无关;而项的系数是指该项中除变量外的常数部分,它不仅与各项的项数有关,而且也与a,b的值有关.如(a+bx)n的二项展开式中,第k+1项的二项式系数是C k n,而该项的系数是C k n a n-k b k.当然,在某些二项展开式中,各项的系数与二项式系数是相等的.[小题查验基础]一、判断题(对的打“√”,错的打“×”)(1)C r n a n-r b r是(a+b)n的展开式中的第r项.()(2)(a+b)n的展开式中某一项的二项式系数与a,b无关.()(3)二项展开式中,系数最大的项为中间一项或中间两项.()(4)(a+b)n某项的系数是该项中非字母因数部分,包括符号等,与该项的二项式系数不同.()答案:(1)×(2)√(3)×(4)√二、选填题1.二项式(x -2)5展开式中x 的系数为( ) A.5 B.16 C.80D.-80解析:选C 由二项式定理知,其展开式中含x 的项为T 5=C 45x (-2)4,故其系数为C 45(-2)4=80.2.⎝⎛⎭⎫x -2x 6的展开式中的常数项为( ) A.-150 B.150 C.-240D.240解析:选D ⎝⎛⎭⎫x -2x 6的二项展开式的通项公式为T k +1=C k 6x 6-k ·⎝⎛⎭⎫-2x k=C k 6x 6-k·(-2)k ·x -k 2=(-2)k C k 6x 6-32k .令6-32k =0,解得k =4,故所求的常数项为T 5=(-2)4·C 46=240. 3.二项式⎝⎛⎭⎫x 2-2x 10的展开式中,x 的系数是( ) A.152 B.-152C.15D.-15解析:选B⎝⎛⎭⎫x 2-2x 10的二项展开式的通项公式为T r +1=C r 10⎝⎛⎭⎫x 210-r ·⎝⎛⎭⎫-2x r =(-1)r 22r -10C r 10x 5-3r 2,令5-3r 2=12,得r =3,所以x 的系数是(-1)3·2-4·C 310=-152. 4.若⎝⎛⎭⎫x 3+1x n的展开式的所有二项式系数之和为128,则n =________. 解析:由题意,可知2n =128,解得n =7. 答案:75.若(1+3x )n (其中n ∈N 且n ≥6)的展开式中x 5与x 6的系数相等,则n =________.解析:(1+3x )n 的展开式中含x 5的项为C 5n (3x )5=C 5n 35x 5,展开式中含x 6的项为C 6n 36x 6.由两项的系数相等得C 5n ·35=C 6n ·36,解得n =7. 答案:7考点一 二项展开式中特定项或系数问题[全析考法过关][考法全析]考法(一) 求解形如(a +b )n (n ∈N *)的展开式中与特定项相关的量 [例1] (1)(2018·全国卷Ⅲ)⎝⎛⎭⎫x 2+2x 5的展开式中x 4的系数为( )A.10B.20C.40D.80(2)(2019·合肥调研)若(2x -a )5的二项展开式中x 3的系数为720,则a =________.(3)(2019·甘肃检测)已知⎝⎛⎭⎫x -a x 5的展开式中x 5的系数为A ,x 2的系数为B ,若A +B =11,则a =________.[解析] (1)⎝⎛⎭⎫x 2+2x 5的展开式的通项公式为T r +1=C r 5·(x 2)5-r ·⎝⎛⎭⎫2x r =C r 5·2r ·x 10-3r ,令10-3r =4,得r =2.故展开式中x 4的系数为C 25·22=40. (2)(2x -a )5的展开式的通项公式为T r +1=(-1)r ·C r 5·(2x )5-r ·a r =(-1)r ·C r 5·25-r ·a r ·x 5-r ,令5-r =3,解得r =2,由(-1)2·C 25·25-2·a 2=720,解得a =±3. (3)⎝⎛⎭⎫x -a x 5的展开式的通项公式为T r +1=C r 5x 5-r ·⎝⎛⎭⎫-a x r =C r 5(-a )r x 5-32r .由5-32r =5,得r =0,由5-32r =2,得r =2,所以A =C 05×(-a )0=1,B =C 25×(-a )2=10a 2,则由1+10a 2=11,解得a =±1.[答案] (1)C (2)±3 (3)±1 [解题技法]求形如(a +b )n (n ∈N *)的展开式中与特定项相关的量(常数项、参数值、特定项等)的步骤第一步,利用二项式定理写出二项展开式的通项公式T r +1=C r n an -r b r,常把字母和系数分离开来(注意符号不要出错);第二步,根据题目中的相关条件(如常数项要求指数为零,有理项要求指数为整数)先列出相应方程(组)或不等式(组),解出r ;第三步,把r 代入通项公式中,即可求出T r +1,有时还需要先求n ,再求r ,才能求出T r+1或者其他量.考法(二) 求解形如(a +b )m (c +d )n (m ,n ∈N *)的展开式中与特定项相关的量 [例2] (1)(1-x )6(1+x )4的展开式中x 的系数是( ) A.-4 B.-3 C.3D.4(2)(2019·南昌模拟)已知(x -1)(ax +1)6的展开式中含x 2项的系数为0,则正实数a =________.[解析] (1)法一:(1-x )6的展开式的通项为C m 6·(-x )m =C m 6(-1)m x m 2,(1+x )4的展开式的通项为C n4·(x )n =C n 4x n 2,其中m =0,1,2,…,6,n =0,1,2,3,4. 令m 2+n2=1,得m +n =2,于是(1-x )6(1+x )4的展开式中x 的系数等于C 06·(-1)0·C 24+C 16·(-1)1·C 14+C 26·(-1)2·C 04=-3.法二:(1-x )6(1+x )4=[(1-x )(1+x )]4(1-x )2=(1-x )4(1-2x +x ).于是(1-x )6(1+x )4的展开式中x 的系数为C 04·1+C 14·(-1)1·1=-3. (2)(ax +1)6的展开式中含x 2项的系数为C 46a 2,含x 项的系数为C 56a ,由(x -1)(ax +1)6的展开式中含x 2项的系数为0,可得-C 46a 2+C 56a =0,因为a 为正实数,所以15a =6,所以a=25. [答案] (1)B (2)25[解题技法]求形如(a +b )m (c +d )n (m ,n ∈N *)的展开式中与特定项相关的量的步骤 第一步,根据二项式定理把(a +b )m 与(c +d )n 分别展开,并写出其通项公式;第二步,根据特定项的次数,分析特定项可由(a +b )m 与(c +d )n 的展开式中的哪些项相乘得到;第三步,把相乘后的项合并即可得到所求特定项或相关量. 考法(三) 求形如(a +b +c )n (n ∈N *)的展开式中与特定项相关的量 [例3] (1)(x 2+x +y )5的展开式中x 5y 2的系数为( ) A.10 B.20 C.30D.60(2)将⎝⎛⎭⎫x +4x -43展开后,常数项是________. [解析] (1)(x 2+x +y )5的展开式的通项为T r +1=C r 5(x 2+x )5-r ·y r ,令r =2,则T 3=C 25(x 2+x )3y 2,又(x 2+x )3的展开式的通项为T k +1=C k 3(x 2)3-k ·x k =C k 3x6-k,令6-k =5,则k =1,所以(x 2+x +y )5的展开式中,x 5y 2的系数为C 25C 13=30.(2)⎝⎛⎭⎫x +4x -43=⎝⎛⎭⎫x -2x 6展开式的通项是C k 6(x )6-k ·⎝⎛⎭⎫-2x k =(-2)k ·C k 6x 3-k. 令3-k =0,得k =3.所以常数项是C 36(-2)3=-160.[解析] (1)C (2)-160 [解题技法]求形如(a +b +c )n (n ∈N *)的展开式中与特定项相关的量的步骤 第一步,把三项的和a +b +c 看成是(a +b )与c 两项的和; 第二步,根据二项式定理写出[(a +b )+c ]n 的展开式的通项; 第三步,对特定项的次数进行分析,弄清特定项是由(a +b )n-r的展开式中的哪些项和c r相乘得到的;第四步,把相乘后的项合并即可得到所求特定项或相关量.[过关训练]1.(2018·洛阳第一次统考)若a =∫π0 sin x d x ,则二项式⎝⎛⎭⎫a x -1x 6的展开式中的常数项为( )A.-15B.15C.-240D.240解析:选D 由a =∫π0 sin x d x =(-cos x )|π0=(-cos π)-(-cos 0)=1-(-1)=2,得⎝⎛⎭⎫2x -1x 6的展开式的通项公式为T r +1=C r6(2x )6-r ⎝⎛⎭⎫-1x r =(-1)r C r 6·26-r ·x 3-32r ,令3-32r =0,得r =2,故常数项为C 26·24=240. 2.(2019·福州四校联考)在(1-x 3)(2+x )6的展开式中,x 5的系数是________.(用数字作答)解析:二项展开式中,含x 5的项是C 562x 5-x 3C 2624x 2=-228x 5,所以x 5的系数是-228.答案:-2283.⎝⎛⎭⎫x 2+1x +25(x >0)的展开式中的常数项为________. 解析:⎝⎛⎭⎫x 2+1x +25(x >0)可化为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+1x 10,因而T r +1=C r 10⎝⎛⎭⎫1210-r (x )10-2r ,令10-2r =0,得r =5,故展开式中的常数项为C 510·⎝⎛⎭⎫125=6322.答案:6322考点二 二项式系数的性质及各项系数和[师生共研过关][典例精析](1)若⎝⎛⎭⎪⎫x +13x n的展开式中各项系数之和大于8,但小于32,则展开式中系数最大的项是( )A.63x B.4x C.4x 6xD.4x或4x 6x (2)若⎝⎛⎭⎫x 2-1x n 的展开式中含x 的项为第6项,设(1-3x )n =a 0+a 1x +a 2x 2+…+a n x n ,则a 1+a 2+…+a n 的值为________.(3)若(a +x )(1+x )4的展开式中x 的奇数次幂项的系数之和为32,则a =________.[解析] (1)令x =1,可得⎝⎛⎭⎪⎫x +13x n的展开式中各项系数之和为2n ,即8<2n<32,解得n =4,故第3项的系数最大,所以展开式中系数最大的项是C 24(x )2⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 2=63x . (2)⎝⎛⎭⎫x 2-1x n 的展开式的通项公式为T r +1=C r n (x 2)n -r ·⎝⎛⎭⎫-1x r =C r n (-1)r x 2n -3r , 因为含x 的项为第6项,所以r =5,2n -3r =1,解得n =8, 在(1-3x )n 中,令x =1,得a 0+a 1+…+a 8=(1-3)8=28, 又a 0=1,所以a 1+…+a 8=28-1=255.(3)设(a +x )(1+x )4=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4+a 5x 5, 令x =1,得16(a +1)=a 0+a 1+a 2+a 3+a 4+a 5,① 令x =-1,得0=a 0-a 1+a 2-a 3+a 4-a 5,② ①-②,得16(a +1)=2(a 1+a 3+a 5),即展开式中x 的奇数次幂项的系数之和为a 1+a 3+a 5=8(a +1),所以8(a +1)=32,解得a =3.[答案] (1)A (2)255 (3)3[解题技法]1.赋值法的应用二项式定理给出的是一个恒等式,对于x ,y 的一切值都成立.因此,可将x ,y 设定为一些特殊的值.在使用赋值法时,令x ,y 等于多少,应视具体情况而定,一般取“1,-1或0”,有时也取其他值.如:(1)形如(ax +b )n ,(ax 2+bx +c )m (a ,b ,c ∈R )的式子,求其展开式的各项系数之和,只需令x =1即可.(2)形如(ax +by )n (a ,b ∈R )的式子,求其展开式各项系数之和,只需令x =y =1即可. 2.二项展开式各项系数和、奇数项系数和与偶数项系数和的求法 若f (x )=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a n x n ,则f (x )的展开式中 (1)各项系数之和为f (1).(2)奇数项系数之和为a 0+a 2+a 4+…=f (1)+f (-1)2.(3)偶数项系数之和为a 1+a 3+a 5+…=f (1)-f (-1)2.[过关训练]1.(2019·包头模拟)已知(2x -1)5=a 5x 5+a 4x 4+a 3x 3+a 2x 2+a 1x +a 0,则|a 0|+|a 1|+…+|a 5|=( )A.1B.243C.121D.122解析:选B令x=1,得a5+a4+a3+a2+a1+a0=1,①令x=-1,得-a5+a4-a3+a2-a1+a0=-243,②①+②,得2(a4+a2+a0)=-242,即a4+a2+a0=-121.①-②,得2(a5+a3+a1)=244,即a5+a3+a1=122.所以|a0|+|a1|+…+|a5|=122+121=243.2.若(x+2+m)9=a0+a1(x+1)+a2(x+1)2+…+a9(x+1)9,且(a0+a2+…+a8)2-(a1+a3+…+a9)2=39,则实数m的值为________.解析:令x=0,则(2+m)9=a0+a1+a2+…+a9,令x=-2,则m9=a0-a1+a2-a3+…-a9,又(a0+a2+…+a8)2-(a1+a3+…+a9)2=(a0+a1+a2+…+a9)(a0-a1+a2-a3+…+a8-a9)=39,∴(2+m)9·m9=39,∴m(2+m)=3,∴m=-3或m=1.答案:-3或13.已知(1+3x)n的展开式中,后三项的二项式系数的和等于121,则展开式中二项式系数最大的项为________.解析:由已知得C n-2n +C n-1n+C n n=121,则12n·(n-1)+n+1=121,即n2+n-240=0,解得n=15(舍去负值),所以展开式中二项式系数最大的项为T8=C715(3x)7和T9=C815(3x)8.答案:C715(3x)7和C815(3x)8考点三二项展开式的应用[师生共研过关][典例精析]设a∈Z,且0≤a<13,若512 018+a能被13整除,则a=()A.0B.1C.11D.12[解析]由于51=52-1,512 018=(52-1)2 018=C02 018522 018-C12 018522 017+…-C2 0172 018521+1,又13整除52,所以只需13整除1+a,又0≤a<13,a∈Z,所以a=12.[答案] D[解题技法]利用二项式定理解决整除问题的思路(1)要证明一个式子能被另一个式子整除,只要证明这个式子按二项式定理展开后的各项均能被另一个式子整除即可.因此,一般要将被除式化为含相关除式的二项式,然后再展开.(2)用二项式定理处理整除问题,通常把底数写成除数(或与除数密切关联的数)与某数的和或差的形式,再用二项式定理展开.但要注意两点:①余数的范围,a=cr+b,其中余数b∈[0,r),r是除数,若利用二项式定理展开变形后,切记余数不能为负;②二项式定理的逆用.[过关训练]1.使得多项式81x4+108x3+54x2+12x+1能被5整除的最小自然数x为()A.1B.2C.3D.4解析:选C∵81x4+108x3+54x2+12x+1=(3x+1)4,∴上式能被5整除的最小自然数为3.2.1-90C110+902C210-903C310+…+(-1)k90k C k10+…+9010C1010除以88的余数为________.解析:∵1-90C110+902C210+…+(-1)k90k C k10+…+9010C1010=(1-90)10=8910,∴8910=(88+1)10=8810+C110889+…+C91088+1,∵前10项均能被88整除,∴余数为1.答案:1。
高三讲义:二项式定理【知识园地】1、二项式定理:设n 是正整数,等式()nb a +=___________________________________ 称为二项式定理.相关概念:(1)上述等式右端称为二项展开式, 一共有__________项;(2)各项的系数C (0,1,,)rn r n =称为_____________;(3)通常用1+r T 表示展开式中的第________项,即1+r T =____________),1,2,1,0(n n r -=1+r T 称为()nb a +展开式的通项,________是第r+1项的二项式系数.2、二项式系数的性质(1) 对称性: 011C C ,C C ,n n n n n n -==, 即C C rn r n n -=.(2) 在二项式定理中, 令a b ==____, 则二项式系数和为:=+++n n n n n C C C C 210_____; 偶数项二项式系数和等于奇数项二项式系数和:=+++ 420n n n C C C =+++ 531n n n C C C ____(3)若二项式的幂指数n 是偶数, 则___________的二项式系数最大; 若是奇数, 则___________的二项式系数相等, 并且最大;3、各项系数和:【例】()n x 12+的各项系数和为_____________【例题讲解】例1、(1)求51⎪⎭⎫ ⎝⎛+x x 的二项展开式,并求第4项(2)求(x 2﹣)4的二项展开式考点一、求展开式某一项的系数例2、(1)求()623x -的二项展开式中3x 的系数(2)求92⎪⎭⎫ ⎝⎛-x x 的二项展开式中3x 的系数(3)已知二项式(52x x,则展开式中3x 的系数为________(用数字作答).(4)在(1﹣x )5(1+x 3)的展开式中,x 3的系数为 .(结果用数值表示)考点二、求展开式的常数项 例3、(1)求61⎪⎭⎫ ⎝⎛-x x 二项展开式中的第3项、常数项(2)在262()x x +的二项展开式中,常数项等于 .(3)求展开式中常数项为______________考点三、二项式系数和、系数和例3、(1)在912x x ⎛⎫ ⎪⎝⎭的展开式中,各项系数之和为________. (2)若nx x ⎪⎭⎫ ⎝⎛+321展开式的各项系数之和为256,则n=_________考点四、系数最大值例3、求()1531x +的二项式展开中,系数最大的项 变式:()1531x -例4、已知对任何给定的实数x ,都有 求值:(1)100210a a a a ++++(2)99531a a a a ++++(3)求1a 的值()()()()100100221010011121-++-+-+=+x a x a x a a x【回家作业】1. 在(1+x )6的二项展开式中,x 2项的系数为 (结果用数值表示).2.在8(21)x +的二项式展开式中,2x 项的系数是 .3.(1﹣2x )5的展开式中x 3的项的系数是 (用数字表示)4.(x 2+)5的展开式中x 4的系数为5. 二项式(3x ﹣1)11的二项展开式中第3项的二项式系数为 .6.若62a x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的二项展开式中的常数项为160-,则实数a =___________. 7.二项式()6的展开式的常数项为 . 8.若23(2)n a b +的二项展开式中有一项为412ma b ,则m = .9. 若272314012314(1)x a a x a x a x a x -=+++++,则58a a += _ .10.设(x ﹣1)(x +1)5=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+…+a 6x 6,则a 3= (结果用数值表示)11. 若在n x x ⎪⎭⎫ ⎝⎛+1的二项展开式中,二项式系数之和为64 (1)求n 的值;(2)求展开式中的常数项.12.(5分)“n =4”是“(x +)n 的二项展开式中存在常数项”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件13、设(62)n x -的展开式中, 各项系数之和为256, 则展开式中二项式系数最大项是第( )项.A. 2B. 3C. 4D. 514、(1)求()721x +的二项展开式中系数最大的项 (2)求()721x -二项展开式中系数最大的项(提示:先求系数绝对值最大)15、(1)在52⎪⎭⎫ ⎝⎛-x a x 的二项式展开式中,若x 的系数是-10,求实数a 的值; (2)求92⎪⎭⎫ ⎝⎛-x x 的二项展开式中3x 的二项式系数与系数; (3)在()2021x -的二项展开式中,如果第r 4项和第2+r 项的二项式系数相等,求此展开式的第4r 项.。
§10.3 二项式定理考试要求 能用多项式运算法则和计数原理证明二项式定理,会用二项式定理解决与二项展开式有关的简单问题.知识梳理1.二项式定理二项式定理(a +b )n =C 0n a n +C 1n a n -1b 1+…+C k n a n -k b k +…+C n b n (n ∈N *)二项展开式的通项T k +1=C k n a n -k b k ,它表示展开式的第k +1项二项式系数C k n(k =0,1,…,n )2.二项式系数的性质(1)对称性:与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等.(2)增减性与最大值:当n 是偶数时,中间的一项2C n n 取得最大值;当n 是奇数时,中间的两项12C n n -与12C n n +相等,且同时取得最大值.(3)各二项式系数的和:(a +b )n 的展开式的各二项式系数的和等于2n .常用结论1.两个常用公式(1)C 0n +C 1n +C 2n +…+C n =2n .(2)C 0n +C 2n +C 4n +…=C 1n +C 3n +C 5n +…=2n -1.2.二项展开式的三个重要特征(1)字母a 的指数按降幂排列由n 到0.(2)字母b 的指数按升幂排列由0到n .(3)每一项字母a 的指数与字母b 的指数的和等于n .思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)C k na n -kb k 是(a +b )n 的展开式的第k 项.( × )(2)(a +b )n 的展开式中某一项的二项式系数与a ,b 无关.( √ )(3)二项展开式中,系数最大的项为中间一项或中间两项.( × )(4)(a +b )n 的展开式中,某项的系数与该项的二项式系数不同.( × )教材改编题1.(x -1)10的展开式的第6项的系数是( )A .C 610B .-C 610C .C 510D .-C 510答案 D解析 T 6=C 510x 5(-1)5,所以第6项的系数是-C 510.2.(多选)已知(a +b )n 的展开式中第5项的二项式系数最大,则n 的值可以为( )A .7B .8C .9D .10答案 ABC解析 ∵(a +b )n 的展开式中第5项的二项式系数C 4n 最大,∴n =7或n =8或n =9.3.在(1-2x )10的展开式中,各项系数的和是________.答案 1解析 令x =1可得各项系数的和为(1-2)10=1.题型一 通项公式的应用命题点1 形如(a +b )n (n ∈N *)的展开式的特定项例1 (1)(2022·烟台模拟)(1-2x )8展开式中x 项的系数为( )A .28B .-28C .112D .-112答案 C解析 (1-2x )8展开式的通项公式为T k +1=C k 8(-2x )k =28(-2)C k k kx .要求x 项的系数,只需k 2=1,解得k =2,所以x 项系数为(-2)2C 28=4×8×72×1=112.(2)(2022·德州模拟)若n ∈Z ,且3≤n ≤6,则(x +1x 3)n 的展开式中的常数项为______.答案 4解析 (x +1x 3)n 的通项公式为T k +1=C k n x n -k (1x 3)k =C k n x n -4k ,因为3≤n ≤6,令n -4k =0,解得n =4,k =1,所以(x +1x 3)n 的展开式中的常数项为4.命题点2 形如(a +b )m (c +d )n (m ,n ∈N *)的展开式问题例2 (1)(2022·泰安模拟)(x 3-2)(x +1x )6的展开式中x 6的系数为( )A .6 B .10 C .13 D .15答案 C解析 由于(x +1x )6的展开式的通项为T k +1=36-26C k kx ,令6-3k 2=3,求得k =2;令6-3k 2=6,求得k =0,故(x 3-2)(x +1x )6的展开式中x 6的系数为C 26-2C 06=15-2=13.(2)(2022·合肥模拟)二项式(2-x a )(1-2x )4的展开式中x 3项的系数是-70,则实数a 的值为( )A .-2B .2C .-4D .4答案 D解析 因为(2-x a )(1-2x )4=2×(1-2x )4-x a×(1-2x )4,(1-2x )4的展开式的通项公式为T k +1=C k 4(-2x )k =(-2)k C k 4x k ,k =0,1,2,3,4,所以2×(1-2x )4展开式中x 3项的系数是2×(-2)3C 34=-64,x a×(1-2x )4展开式中x 3项的系数是1a ×(-2)2C 24=24a ,所以-64-24a=-70,解得a =4.教师备选1.(2022·菏泽模拟)已知正整数n ≥7,若(x -1x )(1-x )n 的展开式中不含x 5的项,则n 的值为( )A .7B .8C .9D .10答案 D 解析 (1-x )n 的二项展开式中第k +1项为T k +1=C k n(-1)k x k ,又因为(x -1x )(1-x )n =x (1-x )n -1x(1-x )n 的展开式不含x 5的项,所以x C 4n (-1)4x 4-1xC 6n (-1)6x 6=0,C 4n x 5-C 6n x 5=0,即C 4n =C 6n ,所以n =10.2.(2022·烟台模拟)在(x 2+2x +y )5的展开式中,x 5y 2的系数为( )A .60B .30C .15D .12答案 A解析 由(x 2+2x +y )5=[(x 2+2x )+y ]5,由通项公式可得T k +1=C k 5(x 2+2x )5-k y k ,∵要求x 5y 2的系数,故k =2,此时(x 2+2x )3=x 3·(x +2)3,其对应x 5的系数为C 1321=6.∴x 5y 2的系数为C 25×6=60.思维升华 (1)求二项展开式中的特定项,一般是化简通项后,令字母的指数符合要求(求常数项时,指数为零;求有理项时,指数为整数等),解出项数k +1,代回通项即可.(2)对于几个多项式积的展开式中的特定项问题,一般都可以根据因式连乘的规律,结合组合思想求解,但要注意适当地运用分类方法,以免重复或遗漏.跟踪训练1 (1)(2021·北京)(x 3-1x )4的展开式中常数项为________.答案 -4解析 (x 3-1x )4的展开式的通项T k +1=C k 4(x 3)4-k ·(-1x )k =(-1)k C k 4x 12-4k ,令k =3得常数项为T 4=(-1)3C 34=-4.(2)(2022·攀枝花模拟)(1-1x 2)(1+2x )5的展开式中,含x 3的项的系数是( )A .-112B .-48C .48D .112答案 C解析 由(1-1x 2)(1+2x )5=(1+2x )5-1x 2(1+2x )5,(1+2x )5展开式的通项公式为T k +1=C k 5(2x )k =2k C k 5x k ,其中k =0,1,2,3,4,5,(1+2x )5展开式中含x 3项的系数为23C 35=80,1x 2(1+2x )5展开式中含x 3项的系数为25C 5=32,所以(1-1x 2)(1+2x )5的展开式中,含x 3的项的系数为80-32=48.题型二 二项式系数与项的系数的问题命题点1 二项式系数和与系数和例3 (1)(多选)(2022·十堰调研)在(3x -1x )n 的展开式中,各项系数和与二项式系数和之和为128,则( )A .二项式系数和为64B .各项系数和为64C .常数项为-135D .常数项为135答案 ABD解析 在(3x -1x )n 的展开式中,各项系数和与二项式系数和之和为128,令x =1,得各项系数和为2n ,二项式系数和为2n ,则2×2n =128,得n =6,即二项式系数和为64,各项系数和也为64,故A ,B 正确;(3x -1x )6展开式的通项为T k +1=C k 6·(3x )6-k ·(-1x)k =36-626C (-1)3k kk k x -⋅⋅,令6-32k =0,得k =4,因此展开式中的常数项为T 5=C 46·(-1)4·32=135.故D 正确.(2)已知多项式(1-2x )+(1+x +x 2)3=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 6x 6,则a 1=______,a 2+a 3+a 4+a 5+a 6=______.答案 1 23解析 根据题意,令x =1,则(1-2)+(1+1+1)3=a 0+a 1+a 2+…+a 6=26,令x =0,a 0=1+1=2,由于(1-2x )+(1+x +x 2)3=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 6x 6,a 1为展开式中x 项的系数,考虑一次项系数a 1=-2+C 13C 2×12=1,所以a 2+a 3+a 4+a 5+a 6=26-1-2=23.命题点2 系数与二项式系数的最值问题例4 (y -2x 2)6的展开式中二项式系数最大的项为第________项,系数最大的项为________.答案 4 240x -8y 2解析 因为(y -2x2)6的展开式中二项式系数的最大值为C 36,所以二项式系数最大的项为第4项.因为(y -2x 2)6的展开式的通项为T k +1=C k 6·y 6-k (-2x 2)k =C k 6·(-2)k x -2k y 6-k ,所以展开式中系数最大的项为奇数项.展开式中第1,3,5,7项的系数分别为C 06·(-2)0,C 26·(-2)2,C 46·(-2)4,C 6·(-2)6,即1,60,240,64,所以展开式中系数最大的项为240x -8y 2.教师备选1.(多选)已知(1-2x )2 022=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 2 022x 2 022,下列命题中正确的是( )A .展开式中所有项的二项式系数的和为22 022B .展开式中所有奇次项系数的和为32 022-12C .展开式中所有偶次项系数的和为32 022+12D.a 12+a 222+a 323+…+a 2 02222 022=-1答案 ACD解析 选项A ,由二项式知,C 02 022+C 12 022+…+C 2 022=(1+1)2 022=22 022,A 正确;当x =1时,有a 0+a 1+a 2+…+a 2 022=1,当x =-1时,有a 0-a 1+a 2-a 3+…-a 2 021+a 2 022=32 022,选项B ,由上可得a 1+a 3+a 5+…+a 2 021=1-32 0222,B 错误;选项C ,由上可得a 0+a 2+a 4+…+a 2 022=32 022+12,C 正确;选项D ,令x =12可得a 0+a 12+a 222+a 323+…+a 2 02222 022=0,又a 0=1,所以a 12+a 222+a 323+…+a 2 02222 022=-1,D 正确.2.(多选)已知(x -3)8=a 0+a 1(x -2)+a 2(x -2)2+…+a 8(x -2)8,则下列结论正确的有( )A .a 0=1B .a 6=-28C.a 12+a 222+…+a 828=-255256D .a 0+a 2+a 4+a 6+a 8=128答案 ACD解析 对于A ,取x =2,得a 0=1,A 正确;对于B ,(x -3)8=[-1+(x -2)]8展开式中第7项为C 68(-1)2(x -2)6=28(x -2)6,即a 6=28,B 不正确;对于C ,取x =52,得a 0+a 12+a 222+…+a 828=(52-3)8=1256,则a12+a222+…+a828=1256-a0=-255256,C正确;对于D,取x=3,得a0+a1+a2+a3+…+a7+a8=0,取x=1,得a0-a1+a2-a3+…-a7+a8=(-2)8=256,两式相加得2(a0+a2+a4+a6+a8)=256,即a0+a2+a4+a6+a8=128,D正确.思维升华 赋值法的应用一般地,对于多项式(a+bx)n=a0+a1x+a2x2+…+a n x n,令g(x)=(a+bx)n,则(a+bx)n的展开式中各项的系数和为g(1),(a+bx)n的展开式中奇数项的系数和为12[g(1)+g(-1)],(a+bx)n的展开式中偶数项的系数和为12[g(1)-g(-1)].跟踪训练2 (1)已知(2x-1)5=a5x5+a4x4+a3x3+a2x2+a1x+a0,则|a0|+|a1|+…+|a5|等于( )A.1 B.243C.121 D.122答案 B解析 令x=1,得a5+a4+a3+a2+a1+a0=1,①令x=-1,得-a5+a4-a3+a2-a1+a0=-243,②①+②,得2(a4+a2+a0)=-242,即a4+a2+a0=-121.①-②,得2(a5+a3+a1)=244,即a5+a3+a1=122.所以|a0|+|a1|+…+|a5|=122+121=243.(2)(多选)(2022·济南模拟)在(2x-x)6的展开式中,下列说法正确的是( )A.常数项为160B.第4项的二项式系数最大C.第3项的系数最大D.所有项的系数和为64答案 BC解析 展开式的通项为T k+1=C k6·(2x)6-k·(-x)k=26-k(-1)k·C k6x2k-6,由2k-6=0,得k=3,所以常数项为23(-1)3C36=-160,A错误;展开式共有7项,所以第4项二项式系数最大,B正确;第3项的系数最大,C正确;令x=1,得(2x-x)6=1,所有项的系数和为1,D 错误.题型三 二项式定理的综合应用例5 (1)设a∈Z,且0≤a≤13,若512 021+a能被13整除,则a等于( )A.0 B.1 C.11 D.12答案 B解析 因为a∈Z,且0≤a≤13,所以512 021+a=(52-1)2 021+a,2 02152-C2 021+a,=C02 021522 021-C12 021522 020+C22 021522 019-…+C2 020因为512 021+a能被13整除,结合选项,所以-C2 021+a=-1+a能被13整除,所以a=1.(2)利用二项式定理计算1.056,则其结果精确到0.01的近似值是( )A.1.23 B.1.24C.1.33 D.1.34答案 D解析 1.056=(1+0.05)6=C06+C16×0.05+C26×0.052+C36×0.053+…+C6×0.056=1+0.3+0.037 5+0.002 5+…+0.056≈1.34.教师备选已知n为满足S=n+C127+C227+C327+…+C27(n≥3)能被9整除的正数n的最小值,则(x-1x)n 的展开式中,系数最大的项为( )A.第6项B.第7项C.第11项D.第6项和第7项答案 B解析 S=n+C127+C227+C327+…+C27=n+(1+1)27-C027=(9-1)9+n-1=9(98-C1997+…+C89)+n-2,∵n≥3,∴S能被9整除的正数n的最小值是n-2=9,∴n=11.∴(x-1x)11的展开式中的通项公式为T k+1=C k11x11-k(-1x)k=(-1)k C k11x11-2k,只考虑k为偶数的情况,由T5=C411x3,T7=C611x-1,T9=C811x-5,可知系数最大的项为第7项.思维升华 二项式定理应用的题型及解法(1)在证明整除问题或求余数问题时要进行合理的变形,使被除式(数)展开后的每一项都含有除式的因式.(2)二项式定理的一个重要用途是做近似计算:当n不很大,|x|比较小时,(1+x)n≈1+nx.跟踪训练3 (1)设n为奇数,那么11n+C1n·11n-1+C2n·11n-2+…+C n-1n·11-1除以13的余数是( )A.-3 B.2C.10 D.11答案 C解析 11n+C1n·11n-1+C2n·11n-2+…+C n-1n·11-1=C0n·11n+C1n·11n-1+C2n·11n-2+…+C n-1n·11+C n-2=(11+1)n-2=12n-2=(13-1)n-2=C0n·13n-C1n·13n-1+…+(-1)n-1·C n-1n·13+(-1)n·C n-2,因为n为奇数,则上式=C0n·13n-C1n·13n-1+…+(-1)n-1·C n-1n·13-3=[C0n·13n-C1n·13n-1+…+(-1)n-1·C n-1n·13-13]+10,所以11n+C1n·11n-1+C2n·11n-2+…+C n-1n·11-1除以13的余数是10.(2)0.996的计算结果精确到0.001的近似值是( )A.0.940 B.0.941C.0.942 D.0.943答案 B解析 (0.99)6=(1-0.01)6=C06×1-C16×0.01+C26×0.012-C36×0.013+…+C6×0.016=1-0.06+0.001 5-0.000 02+…+0.016≈0.941.课时精练1.(2022·济南模拟)(x +1x)6的展开式中,含x 4项的系数为( )A .4B .6C .10D .15答案 B 解析 (x +1x)6的展开式通项为T k +1=C k 6·x 6-k ·(1x)k =C k 6·x 6-2k ,令6-2k =4,解得k =1,因此,展开式中含x 4项的系数为C 16=6.2.(2022·武汉部分重点中学联考)在(x 2-1x)n 的展开式中,只有第7项的二项式系数最大,则展开式常数项是( )A.552B .-552C .-28 D .28答案 B解析 展开式中,只有第7项的二项式系数最大,可得展开式有13项,所以n =12,展开式的通项为T k +1=C k 12(x 2)12-k ·(-1x)k=12-412-3121C (-1) 2kk k k x⎛⎫⎪⎝⎭,若为常数项,则12-43k =0,所以k =9 ,得常数项为T 10=C 912(-1)9(12)12-9=-2208=-552.3.(2022·邯郸模拟)(x 2-x )(1+x )6的展开式中x 3项的系数为( )A .-9 B .9C .-21D .21答案 A解析 展开式中x3项的系数为C16-C26=-9.4.(2022·芜湖质检)已知(x-m)(x+2)5=a0+a1x+a2x2+…+a6x6,其中m为常数,若a4=30,则a0等于( )A.-32 B.32C.64 D.-64答案 A解析 由多项式乘法知,第一个因式中x乘以(x+2)5展开式中的x3项得一个x4项,第一个因式中的常数-m乘以(x+2)5展开式中的x4项得另一个x4项,两项合并同类项得系数即为a4,所以a4=C25×22-m×C15×2=30,解得m=1,再令x=0,得a0=-25=-32.5.(2022·大连模拟)(ax-y)(x+y)4的展开式中x3y2的系数为-2,则实数a的值为( )A.-13B.-1 C.1 D.13答案 D解析 化简得(ax-y)(x+y)4=ax·(x+y)4-y·(x+y)4,∵(x+y)4的展开式的通项公式T k+1=C k4x4-k y k,当k=2时,ax·(x+y)4的展开式中x3y2的系数为C24a=6a,当k=1时,-y·(x+y)4的展开式中x3y2的系数为-C14=-4,综上,(ax-y)(x+y)4的展开式中x3y2的系数为6a-4=-2,∴a=1 3 .6.已知在(2x-1)n的二项展开式中,奇次项系数的和比偶次项系数的和小38,则C1n+C2n+C 3n+…+C n的值为( )A.28B.28-1C.27D.27-1答案 B解析 设(2x-1)n=a0+a1x+a2x2+…+a n x n,且奇次项的系数和为A,偶次项的系数和为B.则A=a1+a3+a5+…,B=a0+a2+a4+a6+….由已知得,B-A=38,令x=-1,得a0-a1+a2-a3+…+a n(-1)n=(-3)n,即(a0+a2+a4+a6+…)-(a1+a3+a5+a7+…)=(-3)n,即B-A=(-3)n,∴(-3)n=38=(-3)8,∴n=8,由二项式系数性质可得C1n+C2n+C3n+…+C n=2n-C0n=28-1.7.(多选)(2022·邯郸模拟)已知(5x-3x)n的展开式中,二项式系数之和为64,下列说法正确的是( )A.2,n,10成等差数列B.各项系数之和为64C.展开式中二项式系数最大的项是第3项D.展开式中第5项为常数项答案 ABD解析 由(5x-3x)n的二项式系数之和为2n=64,得n=6,得2,6,10成等差数列,A正确;令x=1,(5x-3x)6=26=64,则(5x-3x)6的各项系数之和为64,B正确;(5x-3x)6的展开式共有7项,则二项式系数最大的项是第4项,C不正确;(5x-3x)6的展开式中的第5项为C46(5x)2(-3x)4=15×25×81为常数项,D正确.8.(多选)(2022·烟台模拟)已知(2-3x)6=a0+a1x+a2x2+…+a6x6,则下列选项正确的是( ) A.a3=-360B.(a0+a2+a4+a6)2-(a1+a3+a5)2=1C.a1+a2+…+a6=(2-3)6D.展开式中系数最大的为a2答案 BD解析 (2-3x)6的展开式通项为T k+1=C k6·26-k·(-3x)k=C k6·(-3)k·26-k·x k,对于A,令k=3,则a3=C36×23×(-3)3=-4803,A错误;对于B,令x=1,则a0+a1+…+a6=(2-3)6;令x=-1,则a0-a1+a2-…+a6=(2+3)6,∴(a0+a2+a4+a6)2-(a1+a3+a5)2=(a0+a1+a2+…+a6)(a0-a1+a2-…+a6)=[(2-3)×(2+3)]6=1,B正确;对于C,令x=0,得a0=26,∴a1+a2+…+a6=(2-3)6-26,C错误;对于D,∵a0,a2,a4,a6为正数,a1,a3,a5为负数,又a0=26=64,a2=C26×24×3=720,a4=C46×22×32=540,a6=33=27,∴展开式中系数最大的为a2,D正确.9.(2021·天津)在(2x3+1x)6的展开式中,x6的系数是________.答案 160解析 (2x3+1x)6的展开式的通项为T k+1=C k6(2x3)6-k·(1x)k=26-k C k6·x18-4k,令18-4k=6,解得k=3,所以x6的系数是23C36=160.10.(2022·济宁模拟)已知(x-2x)n的展开式中各项的二项式系数的和为128,则这个展开式中x3项的系数是________.答案 84解析 依题意,2n=128,解得n=7,(x-2x)7的展开式的通项为T k+1=C k7x7-k·(-2x)k=(-2)k C k7x7-2k(k∈N,k≤7),由7-2k=3得k=2,所以所求展开式中x3项的系数是(-2)2C27=4×7×62×1=84.11.(2022·温州模拟)若(x +2x)n 的展开式中共有7项,则常数项为________(用数字作答).答案 240解析 因为(x +2x)n 的展开式中共有7项,所以n +1=7,可得n =6,所以(x +2x)6展开式的通项为T k +1=1626C 2k k kkxx--=3626C 2k k kx-令6-32k =0,可得k =4,所以常数项为C 4624=15×16=240.12.(2021·浙江)已知多项式(x -1)3+(x +1)4=x 4+a 1x 3+a 2x 2+a 3x +a 4,则a 1=________,a 2+a 3+a 4=________.答案 5 10解析 (x -1)3展开式的通项T r +1=C r 3x 3-r ·(-1)r ,(x +1)4展开式的通项T k +1=C k 4x 4-k ,则a 1=C 03+C 14=1+4=5;a 2=C 13(-1)1+C 24=3;a 3=C 23(-1)2+C 34=7;a 4=C 3(-1)3+C 4=0.所以a 2+a 3+a 4=3+7+0=10.13.已知n 为正整数,若1.1510∈[n ,n +1),则n 的值为( )A .2 B .3 C .4 D .5答案 C解析 因为1.155=(1+320)5=C 05·(320)0+C 15·(320)1+C 25·(320)2+C 35·(320)3+C 45·(320)4+C 5·(320)5=1+34+940+27800+(5×320+9400)(320)3=2+7800+309400×(320)3,而2<2+7800+309400×(320)3<2+7800+278 000<2+7800+308 000=2+180<2.1,所以2<1.155<2.1,因此4<1.1510<4.41,又n 为正整数,1.1510∈[n ,n +1),所以n =4.14.(2022·浙江Z20名校联盟联考)设(x -1)(2+x )3=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4,则a 1=________,2a 2+3a 3+4a 4=________.答案 -4 31解析 因为x ·C 03·23·x 0-C 13·22·x 1=-4x ,所以a 1=-4,对所给等式,两边对x 求导,可得(2+x )3+3(x -1)(2+x )2=a 1+2a 2x +3a 3x 2+4a 4x 3,令x =1,得27=a 1+2a 2+3a 3+4a 4,所以2a 2+3a 3+4a 4=31.15.已知S n 是数列{a n }的前n 项和,若(1-2x )2 022=b 0+b 1x +b 2x 2+…+b 2 022x 2 022,数列{a n }的首项a 1=b 12+b 222+…+b 2 02222 022,a n +1=S n ·S n +1,则S 2 022等于( )A .-12 022B.12 022C .2 022 D .-2 022答案 A解析 令x =12,得(1-2×12)2 022=b 0+b 12+b 222+…+b2 02222 022=0.又因为b 0=1,所以a 1=b 12+b 222+…+b 2 02222 022=-1.由a n +1=S n S n +1=S n +1-S n ,得S n +1-S n S n S n +1=1S n -1S n +1=1,所以1S n +1-1S n =-1,所以数列{1S n}是首项为1S1=-1,公差为-1的等差数列,所以1Sn =-1+(n -1)·(-1)=-n ,n n所以S2 022=-12 022.16.(多选)(2022·南京模拟)已知n∈N*,n≥2,p,q>0,p+q=1,设f(k)=C k2n p k q2n-k,其中k∈N,k≤2n,则( )A.2n∑k=0f(k)=1 B.2n∑k=0k f(k)=2npqC.若np=4,则f(k)≤f(8) D.n∑k=0f(2k)<12<n∑k=1f(2k-1)答案 AC解析 2n∑k=0f(k)=2n∑k=0C k2n p k q2n-k=(q+p)2n=1,A正确;k C k2n=k(2n)!k!(2n-k)!=2n×(2n-1)!(k-1)![(2n-1)-(k-1)]!=2n C k-12n-1,所以2n∑k=0k f(k)=2n∑k=1k C k2n p k q2n-k=2n∑k=12n C k-12n-1p k q2n-k=2npq2n∑k=1C k-12n-1p k-1q2n-1-k=2np 2n-1∑k=0C k2n-1p k q2n-1-k=2np(q+p)2n-1=2np≠2npq(除非p=0),B错;设f(m)是f(k)中最大项,Error!即Error!注意到C m2nC m-12n=(2n)!m!(2n-m)!(2n)!(m-1)!(2n-m+1)!mC m2n C m+12n =m+12n-m,又np=4,不等式组可解为8-q≤m≤8+p,所以m=8,所以f(k)≤f(8),C正确;例如n=2时,p=13,q=23,n∑k=0f(2k)=(13)4+6(13)2(23)2+(23)4=4181,n∑k=1f(2k-1)=4081,D错误.。
§10.3 二项式定理最新考纲 能用多项式运算法则和计数原理证明二项式定理,会用二项式定理解决与二项展开式有关的简单问题.1.二项式定理2.二项式系数的性质(1)C 0n =1,C n n =1. C m n +1=C m -1n+C m n . (2)C m n =C n -mn .(3)当n 是偶数时, 12n T +项的二项式系数最大;当n 是奇数时,12n T +与112n T ++项的二项式系数相等且最大.(4)(a +b )n 展开式的二项式系数和:C 0n +C 1n +C 2n +…+C n n =2n .概念方法微思考1.(a +b )n 与(b +a )n 的展开式有何区别与联系?提示 (a +b )n 的展开式与(b +a )n 的展开式的项完全相同,但对应的项不相同而且两个展开式的通项不同.2.二项展开式形式上有什么特点? 提示 二项展开式形式上的特点 (1)项数为n +1.(2)各项的次数都等于二项式的幂指数n ,即a 与b 的指数的和为n .(3)字母a 按降幂排列,从第一项开始,次数由n 逐项减1直到零;字母b 按升幂排列,从第一项起,次数由零逐项增1直到n .(4)二项式的系数从C 0n ,C 1n ,一直到C n -1n ,C n n .3.二项展开式中二项式系数最大时该项的系数就最大吗?提示 不一定最大,当二项式中a ,b 的系数为1时,此时二项式系数等于项的系数,否则不一定.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)C k n an -k b k 是二项展开式的第k 项.( × ) (2)二项展开式中,系数最大的项为中间一项或中间两项.( × ) (3)(a +b )n 的展开式中某一项的二项式系数与a ,b 无关.( √ )(4)(a -b )n 的展开式第k +1项的系数为C k n an -k b k .( × ) (5)(x -1)n 的展开式二项式系数和为-2n .( × ) 题组二 教材改编2.(1+2x )5的展开式中,x 2的系数等于( ) A .80 B .40 C .20 D .10 答案 B解析 T k +1=C k 5(2x )k =C k 52k x k ,当k =2时,x 2的系数为C 25·22=40. 3.若⎝⎛⎭⎫x +1x n 展开式的二项式系数之和为64,则展开式的常数项为( ) A .10 B .20 C .30 D .120 答案 B解析 二项式系数之和2n =64,所以n =6,T k +1=C k 6·x 6-k ·⎝⎛⎭⎫1x k =C k 6x 6-2k,当6-2k =0,即当k =3时为常数项,T 4=C 36=20.4.若(x -1)4=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4,则a 0+a 2+a 4的值为( ) A .9 B .8 C .7 D .6 答案 B解析 令x =1,则a 0+a 1+a 2+a 3+a 4=0,令x =-1,则a 0-a 1+a 2-a 3+a 4=16,两式相加得a 0+a 2+a 4=8. 题组三 易错自纠5.(x -y )n 的二项展开式中,第m 项的系数是( ) A .C m nB .C m +1nC .C m -1nD .(-1)m -1C m -1n答案 D解析 (x -y )n 二项展开式第m 项的通项公式为T m =C m -1n(-y )m -1x n -m +1,所以系数为C m -1n(-1)m -1. 6.已知(x +1)10=a 1+a 2x +a 3x 2+…+a 11x 10.若数列a 1,a 2,a 3,…,a k (1≤k ≤11,k ∈N *)是一个单调递增数列,则k 的最大值是( ) A .5 B .6 C .7 D .8 答案 B解析 由二项式定理知,a n =C n -110(n =1,2,3,…,11).又(x +1)10展开式中二项式系数最大项是第6项, 所以a 6=C 510,则k 的最大值为6.7.(2018·海淀模拟)在⎝⎛⎭⎫x +2x 5的二项展开式中,x 3的系数为________. 答案 10解析 因为其通项为T k +1=C k 5x 5-k ·⎝⎛⎭⎫2x k =2k ·C k 5·x 5-2k ,令5-2k =3,得k =1,所以x 3的系数为21×C 15=10.题型一 二项展开式命题点1 求指定项(或系数)例1 (1)(2017·全国Ⅰ)⎝⎛⎭⎫1+1x 2(1+x )6的展开式中x 2的系数为( ) A .15 B .20 C .30 D .35 答案 C解析 因为(1+x )6的通项为C k 6x k,所以⎝⎛⎭⎫1+1x 2(1+x )6的展开式中含x 2的项为1·C 26x 2和1x 2·C 46x 4. 因为C 26+C 46=2C 26=2×6×52×1=30, 所以⎝⎛⎭⎫1+1x 2(1+x )6的展开式中x 2的系数为30. 故选C.(2)在(x 2-4)5的展开式中,含x 6的项为________. 答案 160x 6解析 因为(x 2-4)5的展开式的第k +1项为T k +1=C k 5(x 2)5-k (-4)k =(-4)k C k 5x10-2k,令10-2k =6,得k =2,所以含x 6的项为T 3=(-4)2·C 25x 6=160x 6.命题点2 求参数例2 (1)(2018·海口调研)若(x 2-a )⎝⎛⎭⎫x +1x 10的展开式中x 6的系数为30,则a 等于( ) A.13 B.12 C .1 D .2 答案 D解析 由题意得⎝⎛⎭⎫x +1x 10的展开式的通项公式是T k +1=C k 10·x 10-k ·⎝⎛⎭⎫1x k =C k 10x 10-2k ,⎝⎛⎭⎫x +1x 10的展开式中含x 4(当k =3时),x 6(当k =2时)项的系数分别为C 310,C 210,因此由题意得C 310-a C 210=120-45a =30,由此解得a =2,故选D.(2)若⎝⎛⎭⎫x 2+1ax 6的展开式中常数项为1516,则实数a 的值为( ) A .±2 B.12 C .-2 D .±12答案 A解析 ⎝⎛⎭⎫x 2+1ax 6的展开式的通项为T k +1=C k 6(x 2)6-k ·⎝⎛⎭⎫1ax k =C k 6⎝⎛⎭⎫1a k x 12-3k ,令12-3k =0,得k =4. 故C 46·⎝⎛⎭⎫1a 4=1516,即⎝⎛⎭⎫1a 4=116,解得a =±2,故选A. 思维升华 求二项展开式中的特定项,一般是化简通项公式后,令字母的指数符合要求(求常数项时,指数为零;求有理项时,指数为整数等),解出项数k +1,代回通项公式即可. 跟踪训练1 (1)(2017·全国Ⅲ)(x +y )(2x -y )5的展开式中x 3y 3的系数为( ) A .-80 B .-40 C .40 D .80 答案 C解析 因为x 3y 3=x ·(x 2y 3),其系数为-C 35·22=-40, x 3y 3=y ·(x 3y 2),其系数为C 25·23=80. 所以x 3y 3的系数为80-40=40. 故选C.(2)(x +a )10的展开式中,x 7项的系数为15,则a =______.(用数字填写答案) 答案 12解析 通项为T k +1=C k 10x10-k a k,令10-k =7, ∴k =3,∴x 7项的系数为C 310a 3=15,∴a 3=18,∴a =12.题型二 二项式系数的和与各项的系数和问题例3 (1)(a +x )(1+x )4的展开式中x 的奇数次幂项的系数之和为32,则a =____________. 答案 3解析 设(a +x )(1+x )4=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4+a 5x 5, 令x =1,得16(a +1)=a 0+a 1+a 2+a 3+a 4+a 5, ① 令x =-1,得0=a 0-a 1+a 2-a 3+a 4-a 5. ② ①-②,得16(a +1)=2(a 1+a 3+a 5),即展开式中x 的奇数次幂项的系数之和为a 1+a 3+a 5=8(a +1),所以8(a +1)=32,解得a =3. (2)(2018·汕头质检)若(x +2+m )9=a 0+a 1(x +1)+a 2(x +1)2+…+a 9(x +1)9,且(a 0+a 2+…+a 8)2-(a 1+a 3+…+a 9)2=39,则实数m 的值为________. 答案 1或-3解析 令x =0,则(2+m )9=a 0+a 1+a 2+…+a 9, 令x =-2,则m 9=a 0-a 1+a 2-a 3+…-a 9, 又(a 0+a 2+…+a 8)2-(a 1+a 3+…+a 9)2=(a 0+a 1+a 2+…+a 9)(a 0-a 1+a 2-a 3+…+a 8-a 9)=39, ∴(2+m )9·m 9=39,∴m (2+m )=3, ∴m =-3或m =1.(3)若⎝⎛⎭⎫x 2-1x n 的展开式中含x 的项为第6项,设(1-3x )n =a 0+a 1x +a 2x 2+…+a n x n ,则a 1+a 2+…+a n 的值为________. 答案 255解析 ⎝⎛⎭⎫x 2-1x n 展开式的第k +1项为 T k +1=C k n(x 2)n -k ·⎝⎛⎭⎫-1x k=C k n (-1)k x2n-3k,当k =5时,2n -3k =1,∴n =8. 对(1-3x )8=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 8x 8, 令x =1,得a 0+a 1+…+a 8=28=256. 又当x =0时,a 0=1, ∴a 1+a 2+…+a 8=255.思维升华 (1)“赋值法”普遍适用于恒等式,对形如(ax +b )n ,(ax 2+bx +c )m (a ,b ,c ∈R )的式子求其展开式的各项系数之和,常用赋值法.(2)若f (x )=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a n x n ,则f (x )展开式中各项系数之和为f (1),奇数项系数之和为a 0+a 2+a 4+…=f (1)+f (-1)2,偶数项系数之和为a 1+a 3+a 5+…=f (1)-f (-1)2.跟踪训练2 已知(1-2x )7=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 7x 7. 求:(1)a 1+a 2+…+a 7; (2)a 1+a 3+a 5+a 7;(3)a 0+a 2+a 4+a 6; (4)|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 7|.解 令x =1,则a 0+a 1+a 2+a 3+a 4+a 5+a 6+a 7=-1. ① 令x =-1,则a 0-a 1+a 2-a 3+a 4-a 5+a 6-a 7=37. ② (1)∵a 0=C 07=1,∴a 1+a 2+a 3+…+a 7=-2. (2)(①-②)÷2,得a 1+a 3+a 5+a 7=-1-372=-1 094.(3)(①+②)÷2,得a 0+a 2+a 4+a 6=-1+372=1 093.(4)方法一 ∵(1-2x )7展开式中,a 0,a 2,a 4,a 6大于零,而a 1,a 3,a 5,a 7小于零, ∴|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 7|=(a 0+a 2+a 4+a 6)-(a 1+a 3+a 5+a 7)=1 093-(-1 094)=2 187. 方法二 |a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 7|即为(1+2x )7展开式中各项的系数和,令x =1, ∴|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 7|=37=2 187. 题型三 二项式定理的应用例4 (1)设a ∈Z 且0≤a <13,若512 012+a 能被13整除,则a 等于( ) A .0 B .1 C .11 D .12 答案 D解析 512 012+a =(52-1)2 012+a =C 02 012·522 012-C 12 012·522 011+…+C 2 0112 012·52·(-1)2 011+C 2 0122 012·(-1)2 012+a ,∵C 02 012·522 012-C 12 012·522 011+…+C 2 0112 012·52·(-1)2 011能被13整除且512 012+a 能被13整除, ∴C 2 0122 012·(-1)2 012+a =1+a 也能被13整除,因此a 的值为12. (2)设复数x =2i 1-i (i 是虚数单位),则C 12 017x +C 22 017x 2+C 32 017x 3+…+C 2 0172 017x 2 017等于( ) A .i B .-I C .-1+i D .-1-i 答案 C解析 x =2i 1-i =2i (1+i )(1-i )(1+i )=-1+i ,C 12 017x +C 22 017x 2+C 32 017x 3+…+C 2 0172 017x2 017 =(1+x )2 017-1=i 2 017-1=i -1. 思维升华 (1)逆用二项式定理的关键根据所给式子的特点结合二项展开式的要求,使之具备二项式定理右边的结构,然后逆用二项式定理求解.(2)利用二项式定理解决整除问题的思路①观察除式与被除式间的关系; ②将被除式拆成二项式; ③结合二项式定理得出结论.跟踪训练3 (1)(2018·泉州模拟)1-90C 110+902C 210-903C 310+…+(-1)k 90k C k 10+…+9010C 1010除以88的余数是( )A .-1B .1C .-87D .87 答案 B解析 1-90C 110+902C 210-903C 310+…+(-1)k 90k C k 10+…+9010C 1010=(1-90)10=8910=(88+1)10=8810+C 110889+…+C 91088+1,∵前10项均能被88整除,∴余数是1.(2)若(1-2x )2 018=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 2 018x 2 018,则a 12+a 222+…+a 2 01822 018=________.答案 -1解析 当x =0时,左边=1,右边=a 0,∴a 0=1. 当x =12时,左边=0,右边=a 0+a 12+a 222+…+a 2 01822 018,∴0=1+a 12+a 222+…+a 2 01822 018,即a 12+a 222+…+a 2 01822 018=-1.1.(2018·贵港联考)在⎝⎛⎭⎫x 2-2x 6的展开式中,常数项为( ) A .-240 B .-60 C .60 D .240 答案 D解析 ⎝⎛⎭⎫x 2-2x 6的展开式中,通项公式为T k +1=C k 6(x 2)6-k ⎝⎛⎭⎫-2x k =(-2)k C k 6x 12-3k,令12-3k =0,得k =4,故常数项为T 5=(-2)4C 46=240,故选D.2.(2018·南宁联考)⎝⎛⎭⎫2x -1x 5的展开式中x 3项的系数为( ) A .80 B .-80 C .-40 D .48 答案 B解析 ⎝⎛⎭⎫2x -1x 5的展开式的通项公式为T k +1=C k 5(2x )5-k ·⎝⎛⎭⎫-1x k =(-1)k ·25-k ·C k 5·x 5-2k,令5-2k =3,得k =1.于是展开式中x 3项的系数为(-1)·25-1·C 15=-80,故选B.3.(2018·广州海珠区模拟)(x +y )(2x -y )6的展开式中x 4y 3的系数为( ) A .-80 B .-40 C .40 D .80 答案 D解析 (2x -y )6的展开式的通项公式为T k +1=C k 6(2x )6-k (-y )k ,当k =2时,T 3=240x 4y 2,当k =3时,T 4=-160x 3y 3,故x 4y 3的系数为240-160=80,故选D. 4.(1+3x )n 的展开式中x 5与x 6的系数相等,则x 4的二项式系数为( ) A .21 B .35 C .45 D .28 答案 B解析 ∵T k +1=C k n (3x )k =3k C k n x k ,由已知得35C 5n =36C 6n ,即C 5n =3C 6n ,∴n =7,因此,x 4的二项式系数为C 47=35,故选B.5.(4x -2-x )6(x ∈R )展开式中的常数项是( )A .-20B .-15C .15D .20 答案 C解析 设展开式中的常数项是第k +1项,则T k +1=C k 6·(4x )6-k ·(-2-x )k =C k 6·(-1)k ·212x -2kx·2-kx=C k 6·(-1)k ·212x -3kx,∵12x -3kx =0恒成立,∴k =4, ∴T 5=C 46·(-1)4=15. 6.(2018·海南联考)(x 2+x +1)(x -1)4的展开式中,x 3的系数为( ) A .-3 B .-2 C .1 D .4 答案 B解析 (x -1)4的通项为T k +1=C k 4x4-k (-1)k ,(x 2+x +1)(x -1)4的展开式中,x 3的系数为C 34(-1)+C 24+C 14(-1)=-2,故选B.7.(2018·长郡中学质检)若二项式⎝⎛⎭⎫x 2+ax 7的展开式中的各项系数之和为-1,则含x 2的项的系数为( )A .560B .-560C .280D .-280 答案 A解析 取x =1,得二项式⎝⎛⎭⎫x 2+ax 7的展开式中的各项系数之和为(1+a )7,即(1+a )7=-1,解得a =-2.二项式⎝⎛⎭⎫x 2-2x 7的展开式的通项为T k +1=C k 7·(x 2)7-k ·⎝⎛⎭⎫-2x k =C k 7·(-2)k ·x 14-3k.令14-3k =2,得k =4.因此,二项式⎝⎛⎭⎫x 2-2x 7的展开式中含x 2项的系数为C 47·(-2)4=560,故选A.8.(2018·益阳市、湘潭市调考)若(1-3x )2 018=a 0+a 1x +…+a 2 018x 2 018,x ∈R ,则a 1·3+a 2·32+…+a 2 018·32 018的值为( )A .22 018-1B .82 018-1C .22 018D .82 018答案 B解析 由已知,令x =0,得a 0=1,令x =3,得a 0+a 1·3+a 2·32+…+a 2 018·32 018=(1-9)2 018=82 018,所以a 1·3+a 2·32+…+a 2 018·32 018=82 018-a 0=82 018-1,故选B.9.若将函数f (x )=x 5表示为f (x )=a 0+a 1(1+x )+a 2(1+x )2+…+a 5(1+x )5,其中a 0,a 1,a 2,…,a 5为实数,则a 3=________.(用数字作答) 答案 10解析 f (x )=x 5=(1+x -1)5,它的通项为T k +1=C k 5(1+x )5-k ·(-1)k , T 3=C 25(1+x )3(-1)2=10(1+x )3,∴a 3=10.10.若⎝⎛⎭⎫ax 2+bx 6的展开式中x 3项的系数为20,则log 2a +log 2b =________. 答案 0解析 ⎝⎛⎭⎫ax 2+b x 6的展开式的通项为T k +1=C k 6a 6-k ·b k x 12-3k ,令12-3k =3,则k =3,∴⎝⎛⎭⎫ax 2+b x 6的展开式中x 3项的系数为C 36a 3b 3=20,∴ab =1,∴log 2a +log 2b =log 2(ab )=log 21=0. 11.9192除以100的余数是________. 答案 81解析 9192=(90+1)92=C 0929092+C 1929091+…+C 9092902+C 919290+C 9292=k ×100+92×90+1=k ×100+82×100+81(k 为正整数), 所以9192除以100的余数是81.12.(2018·南阳模拟)若(1+x +x 2)6=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 12x 12,则a 2+a 4+…+a 12=__________.(用数字作答) 答案 364解析 令x =1,得a 0+a 1+a 2+…+a 12=36, 令x =-1,得a 0-a 1+a 2-…+a 12=1, ∴a 0+a 2+a 4+…+a 12=36+12.令x =0,得a 0=1,∴a 2+a 4+…+a 12=36+12-1=364.13.(2018·珠海模拟)在(1+x )6(1+y )4的展开式中,记x m y n 项的系数为f (m ,n ),则f (3,0)+f (2,1)+f (1,2)+f (0,3)等于( ) A .45 B .60 C .120 D .210 答案 C解析 因为f (m ,n )=C m 6C n4,所以f (3,0)+f (2,1)+f (1,2)+f (0,3)=C 36C 04+C 26C 14+C 16C 24+C 06C 34=120.14.(2018·衡水模拟)已知⎝⎛⎭⎫x -12x n (n ∈N *)的展开式中所有项的二项式系数之和、系数之和分别为p ,q ,则p +64q 的最小值为________. 答案 16解析 显然p =2n .令x =1,得q =12n .所以p +64q =2n +642n ≥22n ·642n =16,当且仅当2n =642n ,即n =3时取等号,此时p +64q 的最小值为16.15.求⎝⎛⎭⎫2x +1x -35的展开式中的常数项. 解 ⎝⎛⎭⎫2x +1x -35表示五个⎝⎛⎭⎫2x +1x -3相乘,则展开式中的常数项由三种情况产生,第一种是从五个⎝⎛⎭⎫2x +1x -3中分别抽取2x,2x ,1x ,1x ,-3,则此时的常数项为C 25·C 23·22·(-3)=-360,第二种情况是从五个⎝⎛⎭⎫2x +1x -3中都抽取-3,则此时的常数项为(-3)5=-243,第三种情况是从五个⎝⎛⎭⎫2x +1x -3中分别抽取2x ,1x ,-3,-3,-3,则此时的常数项为C 15·C 14·21·(-3)3=-1 080,则展开式中常数项为-360-243-1 080=-1 683.16.若⎝⎛⎭⎪⎫x +24x n展开式中前三项的系数和为163,求: (1)展开式中所有x 的有理项; (2)展开式中系数最大的项.解 易求得展开式前三项的系数为1,2C 1n ,4C 2n . 由题意得1+2C 1n +4C 2n =163,可得n =9.(1)设展开式中的有理项为T k +1, 由T k +1=C k 9(x )9-k⎝ ⎛⎭⎪⎫24x k=183492C kk kx -, 又∵0≤k ≤9,∴k =2,6. 故有理项为T 3=183222492C x-⨯⋅=144x 3,T 7=183666492C x -⨯⋅⋅=5 376.(2)设展开式中T k +1项的系数最大,则 ⎩⎪⎨⎪⎧2k C k 9≥2k +1C k +19,2k C k 9≥2k -1C k -19, ∴173≤k ≤203, 又∵k ∈N ,∴k =6,故展开式中系数最大的项为T 7=5 376.。