二项式展开定理
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二项式定理中的二项式展开问题如何展开xyn中的二项式二项式定理是高中数学中的重要内容之一,它描述了任何一个二项式的展开形式。
在这篇文章中,我将介绍如何展开形如xyn的二项式,并提供具体的计算步骤和示例。
二项式定理是由数学家牛顿提出的,它的一般形式可以表示为:(a + b)^n = C(n,0)a^n b^0 + C(n,1)a^(n-1) b^1 + C(n,2)a^(n-2) b^2 + ...+ C(n,r)a^(n-r) b^r + ... + C(n,n)a^0 b^n其中,a和b是实数,n是非负整数,C(n,r)表示组合数,计算公式为C(n,r) = n! / (r!(n-r)!).现在,我们的目标是展开形如xyn的二项式。
首先,我们可以把xyn表达为(x+y)^n的形式,其中a=x,b=y。
根据二项式定理,我们可以得到展开公式:(x+y)^n = C(n,0)x^n y^0 + C(n,1)x^(n-1) y^1 + C(n,2)x^(n-2) y^2 + ... + C(n,r)x^(n-r) y^r + ... + C(n,n)x^0 y^n然而,这仍然不是我们想要的形式。
我们希望展开结果中只包含x和y的幂次,而不带组合数C(n,r)。
为了达到这个目的,我们需要引入组合恒等式:C(n,r) = C(n,r-1) * (n-r+1) / r利用这个恒等式,我们可以对展开公式中的组合数进行简化,得到:(x+y)^n = x^n + C(n,1)x^(n-1) y + C(n,2)x^(n-2) y^2 + ... + C(n,r)x^(n-r) y^r + ... + C(n,n)y^n现在,我们已经成功地将xyn展开为了一系列含有x和y的幂次的项。
下面,我将以具体的示例来说明展开过程。
假设我们要展开的二项式是(x+y)^4,根据上面的公式,展开式为:(x+y)^4 = x^4 + 4x^3 y + 6x^2 y^2 + 4xy^3 + y^4展开过程中,我们通过计算并应用组合恒等式,逐项得到展开式中各项的系数。
二项式定理公式1. 什么是二项式定理公式二项式定理公式是数学中一项非常重要的公式,它描述了如何展开二项式表达式的幂。
二项式定理公式可以用于求解组合问题,展开式等。
在代数和组合数学中广泛应用。
二项式定理公式表达如下:(a + b)^n = C(n, 0) * a^n * b^0 + C(n, 1) *a^(n-1) * b^1 + C(n, 2) * a^(n-2) * b^2 + ... +C(n, n) * a^0 * b^n其中,a和b是任意实数,n是非负整数,C()表示组合数。
2. 二项式定理公式的证明二项式定理公式可以通过数学归纳法进行证明。
当 n = 0 时:C(0, 0) * a^0 * b^0 = 1左边等式为1,右边等式也为1,所以当 n = 0 时,公式成立。
假设当 n = k 时,公式成立:(a + b)^k = C(k, 0) * a^k * b^0 + C(k, 1) *a^(k-1) * b^1 + ... + C(k, k) * a^0 * b^k当 n = k + 1 时,首先,我们可以展开(a + b)^(k+1),然后利用二项式定理公式中的假设,展开(a + b)^k。
(a + b)^(k+1) = (a + b) * (a + b)^k展开右边式子:(a + b) * (a + b)^k = a * (a^k + C(k, 1) *a^(k-1) * b^1 + ... + C(k, k) * b^k) + b * (a^k + C(k, 1) * a^(k-1) * b^1 + ... + C(k, k) * b^k)利用分配律进行展开:a * (a^k + C(k, 1) * a^(k-1) * b^1 + ... + C(k, k) * b^k) +b * (a^k + C(k, 1) * a^(k-1) * b^1+ ... + C(k, k) * b^k) = a * a^k + a * C(k, 1) *a^(k-1) * b^1 + ... + a * C(k, k) * b^k + b * a^k + b * C(k, 1) * a^(k-1) * b^1 + ... + b * C(k, k) * b^k根据组合数的性质:a * a^k = a^(k+1)C(k, r) * a^r * b^(k-r) =C(k+1, r) * a^r * b^(k+1-r)可以得到:a * a^k + a * C(k, 1) * a^(k-1) * b^1 + ... +a * C(k, k) * b^k +b * a^k + b * C(k, 1) * a^(k-1) * b^1 + ... + b * C(k, k) * b^k = a^(k+1) +C(k+1, 1) * a^k * b^1 + ... + C(k+1, k) * a^0 * b^(k+1)因此,(a + b)^(k+1) = a^(k+1) + C(k+1, 1) * a^k * b^1 + ... + C(k+1, k) * a^0 * b^(k+1)。
数列的极限由2项式定理数列的极限是数学中一个重要的概念。
在数列中,我们通常会遇到一系列的数按照一定规律排列而成,而数列的极限就是指当这个数列中的项无限增加或减少时,数列逼近的值。
在讨论数列的极限之前,我们先来了解一下2项式定理以及它与数列之间的关系。
2项式定理,也称为二次定理或二项式展开定理,是代数中常用的一个公式,用于展开一个二次方的含有二项系数的表达式。
它的计算公式如下所示:(a + b)^n = C(n, 0)a^n + C(n, 1)a^(n-1)b + C(n, 2)a^(n-2)b^2 + ... + C(n, n-1)ab^(n-1) + C(n, n)b^n其中,n为自然数,a和b为实数或复数,C(n, k)表示从n个元素中选取k个元素的组合数。
2项式定理可以帮助我们快速计算各种二次方的表达式,并在代数运算中起到重要的作用。
与数列相关的是2项式定理中的展开式中的每一项。
我们可以将展开式中的每一项看作一个数列中的一项。
当我们计算展开式时,每一项的指数逐渐减小,而系数则随着组合数的变化而变化。
这样的数列的极限便是我们可以通过2项式定理得出的结果。
举个简单的例子来说明:假设我们需要计算(2 + 3)^4的值。
根据2项式定理,展开式为:(2 + 3)^4 = C(4, 0)2^4 + C(4, 1)2^3*3 + C(4, 2)2^2*3^2 + C(4, 3)2*3^3 + C(4, 4)3^4展开式中共有5项,每一项都可以看作是一个数列中的一项。
当4的指数逐渐减小时,系数则依次为1、6、12、12和1。
我们可以计算出每一项的值,然后将它们相加,最终得到(2 + 3)^4的结果。
这个例子告诉我们,通过2项式定理可以将一个复杂的表达式展开为一系列数列的项,进而计算出其结果。
在计算过程中,我们可以通过观察数列的递减规律来推测数列的极限。
当指数趋于无穷大时,数列中的每一项逐渐趋近于0,因此数列的极限便是展开式的结果。
二项式定理的定义和基本性质是什么二项式定理是代数中一个重要的定理,描述了一个二项式的幂展开式。
它的定义和基本性质如下。
定义:
二项式定理是指对于任意实数a和b以及任意非负整数n,二项式展开式的公式为:
(a + b)^n = C(n,0) * a^n * b^0 + C(n,1) * a^(n-1) * b^1 + C(n,2) * a^(n-
2) * b^2 + ... + C(n,n) * a^0 * b^n
其中C(n,k)表示n个元素中取k个元素的组合数。
基本性质:
1. 幂次关系:对于二项式展开式中的任意一项,其对应的幂次关系为a^n-k * b^k。
其中n为二项式展开的幂次,k为该项中b的幂次。
2. 系数关系:二项式展开式中每一项的系数可以用组合数表示。
具体地,第k项的系数为C(n,k)。
3. 对称性:二项式展开式中的对称性表现为,对应的k项和n-k项的系数相等。
4. 性质1:二项式展开式中的一切项数为n+1。
5. 性质2:二项式展开式中的一切系数之和等于2^n。
二项式定理的应用广泛,特别是在代数和组合数学中。
它在代数运算和多项式求解中起到了重要的作用。
同时,通过二项式定理可以得到一些重要的数学恒等式,例如二项式系数恒等式和牛顿二项式系数恒等式。
总结:
二项式定理的定义描述了一个二项式的幂展开式,利用组合数的概念表示了每一项的系数。
二项式定理具有幂次关系、系数关系、对称性等基本性质。
它在数学中应用广泛,为代数运算和多项式求解提供了重要的工具和方法。
二项式定理知识点总结1.二项式定理公式:011()()n n n r n r rn nn n n n a b C a C a b C a b C b n N --*+=+++++∈,2.基本概念:①二项式展开式:右边的多项式叫做()na b +的二项展开式;②二项式系数:展开式中各项的系数rnC (0,1,2,,)r n =⋅⋅⋅. ③项数:共(1)r +项,是关于a 与b 的齐次多项式 ④通项:展开式中的第1r +项rn rr n C ab -叫做二项式展开式的通项;用1r n r rr nT C a b -+=表示; 3.注意关键点:①项数:展开式中总共有(1)n +项;②顺序:注意正确选择a ,b ,其顺序不能更改;()na b +与()nb a +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012,,,,,,.rnn n n n n C C C C C ⋅⋅⋅⋅⋅⋅项的系数是a 与b 的系数包括二项式系数;4.常用的结论:令1,,a b x == 0122(1)()n r r n nn n n n n x C C x C x C x C x n N *+=++++++∈令1,,a b x ==- 0122(1)(1)()n r rn n nnn n n n x C C x C x C x C x 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0,n n n C C =·1k k n n C C -=②二项式系数和:令1a b ==,则二项式系数的和为0122rnn nn n n n C C C C C ++++++=,变形式1221r nn n n n n C C C C +++++=-;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1,1a b ==-,则0123(1)(11)0n nn n n n n n C C C C C -+-++-=-=,从而得到:0242132111222r r n n n n n n n n n C C C C C C C +-++⋅⋅⋅++⋅⋅⋅=++++⋅⋅⋅=⨯=④奇数项的系数和与偶数项的系数和:0011222012012001122202121001230123()()1, (1)1,(1)n n n n n nnn n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n a x C a x C a x C a x C a x a a x a x a x x a C a x C ax C a x C a x a x a x a x a x a a a a a a x a a a a a a ----+=++++=+++++=++++=++++=++++=+---------=--+-++=-----024135(1)(1),()2(1)(1),()2n nn n nn a a a a a a a a a a a a ----++-++++=+---+++=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212n nn C T +=取得最大值;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1212n nnT C--=,1212n nn CT ++=同时取得最大值,且2121+-=n nn n C C; ⑥系数的最大项:求()na bx +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为121,,,n A A A +⋅⋅⋅,设第1r +项系数最大,应有112r rr r A A A A +++≥⎧⎨≥⎩,从而解出r 来;。
二项式定理
二项式定理(Binomial Theorem)是代数学中一个重要的定理,用于展开任意次幂的二项式。
它提供了如何计算二项式的展开式的方法。
二项式定理的一般形式如下:
(a + b)^n = C(n, 0) * a^n * b^0 + C(n, 1) * a^(n-1) * b^1 + C(n, 2) * a^(n-2) * b^2 + ... + C(n, n-1) * a^1 * b^(n-1) + C(n, n) * a^0 * b^n
其中,a和b是任意实数或复数,n是一个非负整数,C(n, k)表示从n个元素中选择k个元素的组合数(也称为二项系数)。
组合数C(n, k)的计算公式为:
C(n, k) = n! / (k! * (n-k)!)
其中,n!表示n的阶乘,即n! = n * (n-1) * (n-2) * ... * 3 * 2 * 1。
二项式定理的意义在于可以通过展开二项式来计算任意次幂的结果,这在代数、组合数学和概率等领域有广泛的应用。
展开后的每一项都代表了二项式中各个项的系数和指数的组合关系。
二项式展开定理一、 定理及基本概念1. *)()(110N n n C b a C b a C a C b a n n n r r n r n n n n n n ∈+++++=+--ΛΛ;2. 项数:一共项;3. 通项:;一定注意两点:1) 涉及“第几项”得时候,一定严格按照通项公式;2) 注意项数与系数得关系。
4. 二项式系数与各项系数之间得联系与区别。
二、 性质1. 二项式系数得对称性:;2. 二项式系数与:;3. 奇数项二项式系数与=偶数项二项式系数之与=;4. 二项式系数最大项:1) 当就是偶数时,此时项数就是奇数,中间项得二项式系数最大;2) 当就是奇数时,此时项数就是偶数,中间两项得二项式系数=最大。
5. 系数最大项:注意系数最大与二项式系数最大得区别。
基本题型解题思路及步骤一、 利用通项公式求某项系数1. 写出通项公式得时候注意:1) 所有得系数写在最前面,包括符号;2) 所有根式都写出分数次数形式;3)明白什么就是有理项;4)注意得取值范围。
2.只有一个式子:写出通项公式,根据系数关系,确定满足条件得项。
3.有两个式子相乘:1)分别用通项公式打开,组合后瞧满足条件得项;2)只打开一个,观察另一个得形式,判断满足条件得项;一定注意系数;3)有多个得,注意各自得取值范围与相互之间得关系。
二、赋值求系数与1.常用得赋值就是令,具体要通过所求得式子来判断赋值;2.所有系数之与:令;二项式系数之与:;3.所有系数绝对值之与:令;变换原来式子里得符号,边为相加;再令;4.求导与积分得形式。
三、对二项式定理得理解:组合项、整除1.二项式定理得理解:都表示一个整体;2.根据所求得问题,对前面得进行重新组合。
例题讲解一、求某项得系数1.求展开式中第几项为常数项,并求常数项得值。
解:直接用通项公式打开:;(注意系数都放一起)常数项即得次数为0,也即:;所以常数项为第4项;且常数项为:2.在二项式得展开式中,第四项得系数为56,求得系数。
解:第四项得系数为56:注意:项数与展开式中得取值得关系。
此时:。
=56,解得:;再利用通项公式:;要求得系数,所以:;故前得系数为:3.求二项式展开式中常数项得值。
解: ,所以;常数项得值为:。
(一定严格按步骤来,注意系数得符号)4.求二项式展开式中有理项得系数与。
解:什么就是有理项?,当时为有理项;用通项公式打开:;要满足有理项,即:且,所以:或当时,;当时,;故:有理项得系数与为。
5.求多项式展开后常数项。
解:因为这里有两个式子,可以用两个展开式,所取得得取值范围;展开:;展开:所以:展开后:()所以:,所以:或或;当时,;当时,;当时,;所以常数项为:。
6.求展开式中,得系数。
解:展开:;展开:;所以:展开:,其中:;所以:或或;故系数为:7.已知()得展开式中没有常数项,则得值为。
解: 展开:;由题意可知,展开式中没有常数项。
则,所以:,所以:。
8.求中,得系数。
9.求得展开式中,前得系数为?10.求得展开中得系数。
二、系数最值1.在得展开式中,二项式系数最大得项就是第几项。
解:展开式式中一共有:项。
所以中间项为:第项。
一定要时刻注意项数与次数得关系。
2.在得展开式中,只有第4项得二项式系数最大,则展开式中得常数项为?解:只有第4项二项式系数最大,所以一共有7项,所以:。
通项公式:,常数项,所以:。
3.已知,若展开式中第5,第6与第7项二项式系数为等差数列,求展开式中二项式系数最大项得系数就是多少?解:通项公式为:;二项式系数为等差数列,所以:,解得或;当时,二项式系数最大就是第4项与第5项,故:,;当,二项式系数最大就是第8项,故:。
注意题目得问题:就是二项式系数最大项得系数!4.求得展开式中系数最大得项?解:通项公式为:,各项系数得通项为:则:解得:;所以系数最大项为第6项;。
5.求得展开式中系数最小得项就是第几项?三、赋值1.若得展开式中偶数项系数与为,求得值。
解:令,得所有项得系数与;故。
注意“各项系数与”与“二项系数与”得联系与区别;注意“减号”与“加号”得联系与区别。
2.若得展开式中所有奇数项得系数与为,求它得中间项。
解:由题可知所有奇数项得系数与即为所有奇数项得二项式系数与为;所以:,所以中间项第6,7项;所以:,。
3.在得二项式展开中,记含得奇次幂得项之与为,当时,求?解:令,则;令得偶次幂得项之与为;令,则;则:。
题目如果改为:时,得值呢?还就是要注意:奇次幂与偶次幂,对于取相反数得时候得影响。
4. 若二项式中所有项得系数与为,所有项得系数得绝对值之与为,则得最小值为(B ) 解:所有项得系数与即令,所以;所有项绝对值得与就就是要把系数就是负得变成正得,令,所以:;所以:。
注意。
5. 若展开式中各项系数绝对值之与为,则展开式中得一次项系数为?解:由上一题可知,尝试令,发现不可行,原式没有意义;发现与展开式中各项系数得绝对值相等;故得绝对值之与等价于得各项系数与;所以:令,;展开得通项公式:;故得一次项系数为:。
上述两个例题就就是求各项系数绝对值之与得两个思想。
6. 得展开式中不含得项得系数与为?解:不含得项,可令;则题目等价于得各项系数与;令,则。
要消除,可以令。
7. 设多项式展开:141313114095)1()1()1()23()1(a x a x a x a x x +++++++=+-Λ,则( D)A. B 、 C 、 D 、解:观察右边得形式:可令,则;此时,离目标多了一个;再令,则;所以:。
8. 若,则得值为?解:观察所求得形式:令,则;再令,则;所以:。
9. 已知就是函数图象得一条对称轴,,则得为?解:由题意可知:;令,则;令,则;所以:。
10. 若,则得值。
解:发现要求得就是得奇数次幂得系数与;令,则;令,则;所以:。
11. 设,求得值。
解:))(()()(43210432102312420a a a a a a a a a a a a a a a +-+-++++=+-++;即:12. 若,则得值。
解:发现所求得式子分母中都有,所以:令,则:;令,则;所以:;又;所以:。
13. 已知,则( D)A. B 、 C 、 D 、解:发现求得形式,用常规得思想不好解,令不行;令也不行;再观察发现前面得系数,正好就是对应得得次数;所以两边都时求导,即:78217882210882)21(16)'(]')21[(x a x a a x x a x a x a a x +++=--⇒++++=-ΛΛ 此时,令,则:。
14. 若,则求得值。
解:由上一题得解法,发现每个要求得前得系数正好就是对应得次数加1; 联想到可求积分,即: ;220142014210201420141020152)(C x a x a x a x a x a a ++++=+++⎰ΛΛ; 则:;令,则;令,则;所以:。
四、组合、整除1.已知,则( )A.B、C、D、解:二项式展开中得仅仅就是字母得表示,可以代表一个整体; 观察右边得形式,可以发现应该就是中得一个;;所以。
也可根据次数,直接定位出得值。
2.已知,则得值。
解:由题意发现,得值与无关;且应该就是中得一个;所以:;所以。
3.将表示为,则=?解:由题意可知:应该就是中得一个;所以:;所以:。
4.展开式中得常数项为(C )A.B、C、D、解法一:由展开式得原理可知:要出现常数项,要么都就是常数,要么得次数与为0; 所以:。
解法二:把三项中得两项瞧成一个整体,再利用二项式展开定理进行展开; ,所以通项为:;又展开得通项为:所以:得展开式为:()所以常数项可能得情况为:或;故常数项为:;解法三:;故展开式得通项为:;所以常数项为;。
5. 得展开式中,项得系数为?解:由上题解法一思想:在9个括号中,分别去取项;则得系数为:。
6. 求得值。
(用含有得式子来表示)解:观察形势,发现与二项式展开得形式比较接近,但就是得次数不匹配; 所以)1666(61662210121-++++=+++-n n n n n n n n n n n C C C C C C C ΛΛ; 则可发现肯定就是中得一个;所以:;也即:。
7.证明:能被整除。
解:要证明能被64整数,希望原来得式子化简完后每个因式都能被64整除; 结合二项式展开定理得形式,希望中得一个为或得某个因子;;则;所以:;所以:;所以能被64整除。
课后练习1.求展开式中得系数。
2.求二项式得展开式中第几项为常数项,并求出常数项得值。
第四项,3.若得展开式中,第5项为常数项,求得值。
64.展开式中各项系数绝对值之与。
5.求展开式中得系数。
6.在展开式中,只有第6项得二项式系数最大,则展开式中常数项为?7.已知函数,,则展开式中常数项就是( C)A.第7项B、第8项C、第9项D、第10项8.若,则?109.已知,求?10.求。
11.求得展开式中得一次项系数。
12.求得常数项。
13.设二项式得展开式中各项系数与为,二项式系数与,若,则得值为?14.求证:。
15.求被除得余数。
16.求得展开式中得常数项为?17.求证:18.求证:。