二项式定理知识点及题型归纳总结
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二项式定理复习总结一、二项式定理的定义和公式推导1.定义:二项式定理是指对于任意实数a、b及非负整数n,有以下公式成立:(a+b)ⁿ=C(n,0)*aⁿ*b⁰+C(n,1)*aⁿ⁻¹*b¹+C(n,2)*aⁿ⁻²*b²+...+C(n,n-1)*a¹*bⁿ⁻¹+C(n,n)*a⁰*bⁿ其中,C(n,r)表示组合数,即从n个元素中选取r个元素的组合数。
2.公式推导:利用组合数的性质,可以对二项式定理进行推导。
首先,根据组合数的性质C(n,r)=C(n-1,r-1)+C(n-1,r),可以得到以下关系式:C(n,0)=1C(n,n)=1C(n,r)=C(n-1,r-1)+C(n-1,r)(r=1,2,...,n-1)将上述关系式代入二项式定理的公式中,可以得到:(a+b)ⁿ=C(n,0)*aⁿ*b⁰+C(n,1)*aⁿ⁻¹*b¹+C(n,2)*aⁿ⁻²*b²+...+C(n,n-1)*a¹*bⁿ⁻¹+C(n,n)*a⁰*bⁿ二、二项式定理的应用1.求二项式展开式:利用二项式定理,可以将一个数的n次方展开成多个项的和。
这在计算复杂的多项式、计算高次方等问题时非常有用。
例如,将(x+y)⁶展开,可以直接利用二项式定理的公式进行计算:(x+y)⁶=C(6,0)*x⁶*y⁰+C(6,1)*x⁵*y¹+C(6,2)*x⁴*y²+C(6,3)*x³*y³+C(6 ,4)*x²*y⁴+C(6,5)*x¹*y⁵+C(6,6)*x⁰*y⁶将组合数代入并进行计算,最终可以得到(x+y)⁶的展开式。
2.计算排列组合问题:二项式定理中的组合数C(n,r)可以表示从n 个元素中选取r个元素的组合数,因此可以应用于计算排列组合问题。
例如,班有10个学生,要从中选择5个学生组成一个小组,求不同小组的个数。
二项式定理考纲要求1.了解二项式定理的概念.2.二项展开式的特征及其通项公式.3.会区别二项式系数和系数.4.了解二项式定理及简单应用,并运用二项式定理进行有关的计算和证明. 知识点一:二项式定理设a , b 是任意实数,n 是任意给定的正整数,则0011222333110()n n n n n m n m m n n n nn n n n n n n a b C a b C a b C a b C a b C a b C ab C a b------+=++++⋅⋅⋅++⋅⋅⋅++这个公式所表示的定理叫做二项式定理,其中右边的多项式叫的二项式展开式,每项的0n C ,1n C , 2n C ⋅⋅⋅ n n C 叫做该项的二项式系数.注意:二项式具有以下特征:1.展开式中共有1n +项,n 为正整数.2.各项中a 与b 的指数和为n ,并且第一个字母a 依次降幂排列,第二个字母b 依次升幂排列.3.各项的二项式系数依次为0n C , 1n C , 2n C ⋅⋅⋅ nn C . 知识点二:二项展开式通项公式二项展开式中的m n m mn C a b -叫做二项式的通项, 记作 1m T +. 即二项展开式的通项为 1m n m mm n T C a b -+=.注意:该项为二项展开式的第1m +项,而不是第m 项. 知识点三:二项式系数的性质二项式展开式的二项式系数是0n C , 1n C , 2n C ⋅⋅⋅ nn C .1.在二项展开式中,与首末两端距离相等的两项的二项式系数相等,即m n mn n C C -=.2.如果二项式()na b +的幂指数n 是偶数,那么它的展开式中间一项的二项式系数最大即12n+项的二项式系数最大. 3.如果二项式()na b +的幂指数n 是奇数,那么它的展开式中间两项的二项式系数最大,并且相等,即第12n +项和第32n +项的二项式系数最大且相等.4.二项式()na b +的展开式中,所有二项式系数的和为01232m nn n n n n n n C C C C C C ++++⋅⋅⋅++⋅⋅⋅+=.5.二项式()na b +的展开式中奇数项和偶数项的二项式系数和相等即02413512n n n n n n n C C C C C C -+++⋅⋅⋅=+++⋅⋅⋅=.知识点四:二项式系数与系数的区别 1.二项展开式中各项的二项式系数: mn C .2.二项展开式中各项的系数:除了字母外所有的数字因数的积. 题型一 二项式定理 例1 求51(2)x x-的展开式. 分析:熟记二项式定理.解答:51(2)x x-=05014123232355551111(2)()(2)()(2)()(2)()C x C x C x C x x x x x -+-+-+-4145055511(2)()(2)()C x C x x x+-+-533540101328080x x x x x x=-+-+-题型二 二项展开式通项公式 例2 求91(3)9x x+的展开式中第3项. 分析:灵活运用通项公式. 解答:272532191(3)()9729T T C x x x+===, 所以第3项为5972x . 题型三 二项式系数的性质例3 求7(2)x +的展开式中二项式系数最大的项.分析:根据二项式()na b +的幂指数n 是奇数,那么它的展开式中间两项的二项式系数最大,并且相等,即第12n +项和第32n +项的二项式系数最大且相等.先求出二项式最大项的项数,再利用通项公式计算.解答:由于7为奇数,所以第4项和第5项的二项式系数最大.即3733343172560T T C x x -+=== 4744454172280T T C x x -+===题型四 二项式系数与系数的区别例4 二项式9(12)x -的二项式系数之和为 . 分析:二项式()na b +的展开式中,所有二项式系数的和为01232m n n n n n n n n C C C C C C ++++⋅⋅⋅++⋅⋅⋅+=。
《二项式定理》知识点与常见题型解法一.知识梳理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 *)这个公式所表示的定理叫二项式定理,右边的多项式叫(a +b )n 的二项展开式.其中的系数C r n (r =0,1,…,n )叫二项式系数. 式中的r rn r n b a C -叫二项展开式的通项,用1r +T 表示,即通项1r +T =r rn rn b aC -.2.二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0n C ,C 1n ,...,C n -1n ,nn C .3.二项式系数的性质(1)对称性:与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等.即(2)增减性与最大值:二项式系数C k n ,当k <n +12时,二项式系数逐渐增大.由对称性知它的后半部分是逐渐减小的;当n 是偶数时,中间一项2nnC 取得最大值;当n 是奇数时,中间两项2121+-=n nn nCC取得最大值.(3)各二项式系数和:C 0n +C 1n +C 2n +…+C r n +…+C n n=2n ; C 0n +C 2n +C 4n +…=C 1n +C 3n +C 5n +…=12-n (奇数项与偶数项的二项式系数和相等).一个防范运用二项式定理一定要牢记通项1r +T =r rn rn b aC -,注意(a +b )n 与(b +a )n 虽然相同,但具体到它们展开式的某一项时是不同的,一定要注意顺序问题,另外二项展开式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.一个定理二项式定理可利用数学归纳法证明,也可根据次数,项数和系数利用排列组合的知识推导二项式定理.因此二项式定理是排列组合知识的发展和延续.两种应用(1)通项的应用:利用二项展开式的通项可求指定的项或指定项的系数等.(2)展开式的应用:利用展开式①可证明与二项式系数有关的等式;②可证明不等式;③可证明整除问题;④可做近似计算等.三条性质(1)对称性;(2)增减性;(3)各项二项式系数的和;二.常见题型【题型一】求展开特定项例1:(1+3x)n(其中n∈N*且n≥6)的展开式中x5与x6的系数相等,则n=()A.6B.7C.8D.9例2:(2014·大纲)8⎪⎪⎭⎫⎝⎛-xyyx的展开式中x2y2的系数为________.(用数字作答)【题型二】求展开特定项例3:在(1-x)5+(1-x)6+(1-x)7+(1-x)8的展开式中,含x3的项的系数是()A.74 B.121 C.-74 D.-121【题型三】求展开特定项例4:已知(1+ax)(1+x)5的展开式中x2的系数为5,则a=()A.-4B.-3C.-2D.-1例5: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)=()A.45 B.60 C.120 D.210例6:已知数列是等差数列,且,则在的展开式中,的系数为_______.【题型四】求展开特定项例7:求5212⎪⎭⎫⎝⎛++xx(x>0)的展开式经整理后的常数项.例8:若将展开为多项式,经过合并同类项后它的项数为().A.11B.33C.55D.66 例9:(x2+x+y)5的展开式中,x5y2的系数为()A.10 B.20 C.30 D.60【题型五】二项式展开逆向问题例10:若C1n+3C2n+32C3n+…+3n-2C n-1n+3n-1=85,则n的值为()A.3B.4C.5D.6【题型六】赋值法求系数(和)问题例11: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.例12:设nx 222⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 2n x 2n ,则(a 0+a 2+a 4+…+a 2n )2-(a 1+a 3+a 5+…+a 2n -1)2=_______________________.例13:已知(x +1)2(x +2)2014=a 0+a 1(x +2)+a 2(x +2)2+…+a 2016(x +2)2016,则a 12+a 222+a 323+…+a 201622016的值为______.【题型七】平移后系数问题例14: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=____________.【题型八】二项式系数、系数最大值问题例15:nx x ⎪⎭⎫ ⎝⎛+21的展开式中第五项和第六项的二项式系数最大,则第四项为________.例16:把(1-x )9的展开式按x 的升幂排列,系数最大的项是第________项A .4B .5C .6D .7例17:(1+2x )n 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.【题型九】两边求导法求特定数列和例18:若(2x -3)5=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4+a 5x 5,则a 1+2a 2+3a 3+4a 4+5a 5=________.【题型十】整除问题例19:设a ∈Z ,且0≤a <13,若512 012+a 能被13整除,则a =( )A .0B .1C .11D .12例20:已知m 是一个给定的正整数,如果两个整数a ,b 除以m 所得的余数相同,则称a 与b 对模m 同余,记作a ≡b (mod m ),例如:5≡13(mod 4).若22015≡r (mod 7),则r 可能等于( )A.2013B.2014C.2015D.2016答案解析例1:解析 由条件得C 5n 35=C 6n 36,∴n !5!(n -5)!=n !6!(n -6)!×3, ∴3(n -5)=6,n =7.故选B.例2:解析 8⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-x y y x 展开式的通项公式为T r +1=C r 8rrx y y x ⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-8=()42323881---r r r r y xC , 令8-32r =2,解得r =4,此时32r -4=2,所以展开式中x 2y 2的系数为(-1)4C 48=70.故填70. 例3:解析 展开式中含x 3项的系数为C 35(-1)3+C 36(-1)3+C 37(-1)3+C 38(-1)3=-121. 例4:解析 (1+ax )(1+x )5的展开式中x 2项为C 25x 2+ax ·C 15x =10x 2+5ax 2=(10+5a )x 2.∵x 2的系数为5, ∴10+5a =5,a =-1.故选D.例5:解析 在(1+x )6的展开式中,x m 的系数为C m 6,在(1+y )4的展开式中,y n 的系数为C n 4,故f (m ,n )=C m 6·C n 4.从而f (3,0)=C 36=20,f (2,1)=C 26·C 14=60,f (1,2)=C 16·C 24=36,f (0,3)=C 34=4,所以f (3,0)+f (2,1)+f (1,2)+f (0,3)=120,故选C. 例6:解析的系数为。
二项式定理1•二项式定理:(a b)n=C0a n Ca n」b • ||「c n a n=b r•- C;;b n(n・ N ),2. 基本概念:①二项式展开式:右边的多项式叫做(a - b)n的二项展开式。
②二项式系数:展开式中各项的系数c n (r =0,1,2, , n).③项数:共(r 1)项,是关于a与b的齐次多项式④通项:展开式中的第r 1项c n a n-b r叫做二项式展开式的通项。
用丁i =C;a n」b r表示。
3. 注意关键点:①项数:展开式中总共有(n 1)项。
②顺序:注意正确选择a , b ,其顺序不能更改。
(a ■ b)n与(b ■ a)n是不同的。
③指数:a的指数从n逐项减到0,是降幕排列。
b的指数从0逐项减到n,是升幕排列。
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cnw’c:,…,C;,…,c n.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a =1,b 二x, (1 - x)n=c0C:x C;x2十| • Qx r Fl C;x n(n N )令a =1,b = -x, (1 -x)n=C° -C:x C;x2-川C:x r ||( (-1)n C:x n(n N )5. 性质:①二项式系数的对称性:与首末两端“对距离”的两个二项式系数相等,即c0 - c n , •••C n^Cn J②二项式系数和:令a=b=1,则二项式系数的和为c0 ■ c1 ■ Cn- C;Jll ■ c;-2n,变形式c n C2-Cn^H c; =2^1。
③奇数项的二项式系数和=偶数项的二项式系数和:在二项式定理中,令a =1,b = —1,贝y C0—c n +c2 —Cj+川+(_1)n c n =(1_1)n= 0 ,从而得到:C: +C: +C:…+- = cn +C;+IH+c:r41+ …二丄X2n= 2n_l2④奇数项的系数和与偶数项的系数和:n OnO 小Jn」2n _22[[. nOn 1 2』』L n(a x) C n a x C n a x C*a x . C*a x a。
二项式定理十五大考点二项式定理可是高中数学里超有趣的一个部分呢,它的考点也是多种多样的。
一、二项式展开式的通项公式。
这可是二项式定理的核心内容哦。
通项公式就是T_r + 1=C_n^r a^n - rb^r。
这里的n是二项式的指数,r呢,表示第几项(要注意这里是从0开始计数的哦)。
比如说(a + b)^5,当我们要求第3项的时候,n = 5,r = 2(因为第3项对应的r是2),然后代入通项公式就能求出这一项啦。
这个公式就像是一把万能钥匙,能帮我们打开二项式展开式中每一项的大门呢。
二、二项式系数与项的系数。
这两个概念可不能混淆哦。
二项式系数就是C_n^r,它只跟n和r有关,就像是一个固定的身份标识。
而项的系数呢,是包括前面的符号以及数字的,是在二项式展开式中该项实际的系数。
比如说在(2x - 3y)^4的展开式中,某一项的二项式系数是C_4^2,但是这一项的系数可就不是单纯的C_4^2啦,要把2和- 3这些数字也考虑进去计算才行呢。
这就像二项式系数是一个人的名字,项的系数是这个人穿上了各种衣服鞋子之后的整体形象。
三、二项式展开式的性质。
1. 对称性。
二项式展开式的系数是对称的哦。
比如说(a + b)^n,与首末两端“等距离”的两项的二项式系数相等。
就像照镜子一样,两边是对称的呢。
这让我们在计算一些系数的时候,如果知道了前面的系数,后面对称位置的系数就不用再重新计算啦,多方便呀。
2. 增减性与最大值。
当n是偶数的时候,中间一项(也就是第(n)/(2)+ 1项)的二项式系数最大;当n是奇数的时候,中间两项(第(n + 1)/(2)项和第(n + 3)/(2)项)的二项式系数相等且最大。
这就像是在一群小伙伴里找最突出的那个或者那几个,很有趣吧。
四、求特定项。
1. 求常数项。
我们就根据通项公式,令a和b的指数满足一定条件来求出常数项。
比如在(x+(1)/(x))^6中,我们要让x的指数和(1)/(x)的指数相互抵消,也就是令6 - 2r = 0(这里a=x,b = (1)/(x),根据通项公式得到x的指数为6 - r,(1)/(x)的指数为r,相乘为x^6 - 2r),解得r = 3,然后再代入通项公式求出常数项。
二项式定理知识点归纳1.二项式定理及其特例:(1)01()()nn n r n r r n n n n n n a b C a C a b C a b C b n N -*+=+++++∈L L ,(2)1(1)1n r r nn n x C x C x x +=+++++L L2.二项展开式的通项公式:rr n r n r b a C T -+=1210(n r ,,,Λ=3.常数项、有理项和系数最大的项: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r 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)()n a b +展开式的二项式系数,当n 依次取1,2,3…时,二项式系数表,表中每行两端都是1,除1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:()n a b +展开式的二项式系数是0n C ,1n C ,2n C ,…,n n C .rn C 可以看成以r 为自变量的函数()f r ,定义域是{0,1,2,,}n L ,例当6n =时,其图象是7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(mn m nn C C -=) 直线2nr =是图象的对称轴 (2)增减性与最大值:当n 是偶数时,中间一项2n n C 取得最大值;当n 是奇数时,中间两项12n nC -,12n nC+取得最大值(3)各二项式系数和:∵1(1)1n r rn n n x C x C x x +=+++++L L ,令1x =,则0122nr nn n n n n C C C C C =++++++L L题型讲解例1 如果在(x +421x)n 的展开式中,前三项系数成等差数列,求展开式中的有理项解:展开式中前三项的系数分别为1,2n ,8)1(-n n ,由题意得2×2n=1+8)1(-n n ,得n =8设第r +1项为有理项,T 1+r =C r8·r 21·x4316r -,则r 是4的倍数,所以r =0,4,8,有理项为T 1=x 4,T 5=835x ,T 921点评:求展开式中某一特定的项的问题常用通项公式,用待定系数法确定r例2 求式子(|x |+||1x -2)3的展开式中的常数项 解法一:(|x |+||1x -2)3=(|x |+||1x -2)(|x |+||1x -2)(|x |+||1x -2)得到常数项的情况有:①三个括号中全取-2,得(-2)3;②一个括号取|x |,一个括号取||1x ,一个括号取-2,得C 13C 12(-2)=-12,∴常数项为(-2)3+(-12)=-20解法二:(|x |+||1x -2)3=(||x -||1x )6设第r +1项为常数项,则T 1+r =C r 6·(-1)r ·(||1x )r ·|x |r -6=(-1)6·C r 6·|x |r26-,得6-2r =0,r =3∴T 3+1=(-1)3·C 36=-20例3 ⑴求(1+x +x 2+x 3)(1-x )7的展开式中x 4的系数;⑵求(x +x4-4)4的展开式中的常数项; ⑶求(1+x )3+(1+x )4+…+(1+x )50的展开式中x 3的系数解:⑴原式=x x --114(1-x )7=(1-x 4)(1-x )6,展开式中x 4的系数为(-1)4C 46-1=14⑵(x +x4-4)4=442)44(x x x +-=48)2(xx -,展开式中的常数项为C 4482·(-1)4=1120⑶方法一:原式=1)1(]1)1[()1(483-+-++x x x xx x 351)1()1(+-+展开式中x 3的系数为C 451方法二:原展开式中x 3的系数为C 33+C 34+C 35+…+C 350=C 44+C 34+…+C 350=C 45+C 35+…+C 350=…=C 4点评:把所给式子转化为二项展开式形式是解决此类问题的关键例4 求9221⎪⎭⎫ ⎝⎛-x x 展开式中9x 的系数解:()r rr r rr r rrr r x C x x C x xC T318921899291212121----+⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=令22121C :,3,93183399=-的系数为故则⎪⎭⎫ ⎝⎛-==-x r r 点评:①r rn rn b a-C 是()nb a +展开式中的第1+r 项,n rΛ,2,1,0=②注意二项式系数与某项系数的区别在本题中,第4项的二项式系数是39C ,第4项9x 的系数为33921⎪⎭⎫ ⎝⎛-C ,二者并不相同例5 求()100323+x 展开所得x 的多项式中,系数为有理数的项数解:()()32100100100310010012323r rr r rrr r x C x C T ⋅⋅=⋅=---+依题意:Z rr ∈-3,2100,r ∴为3和2的倍数,即为6的倍数,又1000≤≤r Θ,N r ∈,96,,6,0Λ=∴r ,构成首项为0,公差为6,末项为96的等差数列,由6)1(096⨯-+=n 得17=n ,故系数为有理数的项共有17项点评:有理项的求法:解不定方程,注意整除性的解法特征例6 求()5223++x x展开式中x 的系数解法一:()()()55523212xx x x ++=+⋅+()()0514450514445555555555222C x C x C x C C x C x C x C =++++⋅+++⋅+L L 故展开式中含x的项为x x C C C x C 240224455555545=⋅⋅+⋅⋅,故展开式中x 的系数为240,解法二:()()[]52523223xx x x ++=++()()()N r r x x C T rrrr ∈≤≤⋅+=-+,50325251,要使x 指数为1,只有1=r 才有可能,即()()424684215228446241532+⋅+⋅+⋅+=⋅+=x x x x x x x C T ,故x 的系数为2402154=⋅,解法三:()5232x x ++()()()()()222223232323232x x x x x x x x x x =++++++++++,由多项式的乘法法则,从以上5个括号中,一个括号内出现x ,其它四个括号出现常数项,则积为x 的一次项,此时系数为2402344415=⋅⋅C C点评:此类问题通常有两个解法:化三项为二项,乘法法则及排列、组合知识的综合应用例7 设a n =1+q +q 2+…+q1-n (n ∈N *,q ≠±1),A n =C 1n a 1+C 2n a 2+…+C nn a n(1)用q 和n 表示A n ;(2)(理)当-3<q <1时,求lim∞→n nn解:(1)因为q ≠1,所以a n =1+q +q 2+…+q 1-n q q n --11于是A n =qq --11 C 1n +q q --112 C 2n +…+q q n --11C n n =q -11[(C 1n +C 2n +…+C n n )-(C 1n q +C 2n q 2+…+C nn q n )]=q -11{(2n -1)-[(1+q )n -1]}=q -11[2n -(1+q )n ](2)n n A 2=q -11[1-(21q +)n ]因为-3<q <1,且q ≠-1,所以0<|21q + |<1所以lim∞→n n n A 2=q-11例8 已知729222221=++++n n n n n n C C C C Λ,求n n n n C C C +++Λ21分析:在已知等式的左边隐含一个二项式,设法先求出n解:在()nn n n n n n n n n bC b a C b a C a C b a ++++=+--Λ222110中,令2,1==b a 得()72921=+n67293=∴=∴n n 12126666n n n n C C C C C C ∴+++=+++L L ()012606666662163C C C C C =++++-=-=L点评:①记住课本结论:n n n n n nC C C C 2210=++++Λ,15314202-=+++=+++n n n n n n n C C C C C C ΛΛ②注意所求式中缺少一项,不能直接等于62例9 已知()4433221432x a x a x a x a a x ++++=+,求()()2312420a a a a a +-++解: 令1=x 时,有()43210432a a a a a ++++=+,令1-=x 时,有()43210432a a aa a +-+-=+-∵()()2202413a a a a a ++-+()()0123401234a a a a a a a a a a =++++-+-+∴ ()()()()()1132324442312420=-=+-⋅+=+-++a a a a a点评:赋值法是由一般到特殊的一种处理方法,在高考题中屡见不鲜,特别在二项式定理中的应用尤为明显赋值法是给代数式(或方程或函数表达式)中的某些字母赋予一定的特殊值,从而达到便于解决问题的目的望同学们在学习中举一反三例10 求()72y x +展开式中系数最大的项解:设第1+r 项系数最大,则有⎩⎨⎧≥≥+++项系数项系数项系数项系数2r 1r 1T T T T r r ,即⎪⎩⎪⎨⎧≥≥++--117711772222r r r r r r r r C C C C()()()()()()117!7!22!7!1!71!7!7!22!7!1!71!r r r r r r r r r r r r -+⎧≥⎪---+⎪⇒⎨⎪≥⎪-+--⎩2181271r r r r ⎧≥⎪⎪-⇒⎨⎪≥⎪-+⎩163133r r ⎧≤⎪⎪⎨⎪≥⎪⎩又5,,70=∴∈≤≤r N r r Θ故系数最大项为525525766722y x y x C T =⋅=点评:二项式系数最大的项与系数最大的项不同二项式系数最大的项也即中间项:当n 为偶数时中间项12+nT 的二项式系数最大;当n 为奇数时,中间两项121+-n T ,121++n T 的二项式系数相等且为最大小结:1在使用通项公式T 1+r =C rnr n a -b r 时,要注意:①通项公式是表示第r +1项,而不是第r 项②展开式中第r +1项的二项式系数C rn 与第r +1项的系数不同③通项公式中含有a ,b ,n ,r ,T 1+r 五个元素,只要知道其中的四个元素,就可以求出第五个元素在有关二项式定理的问题中,常常遇到已知这五个元素中的若干个,求另外几个元素的问题,这类问题一般是利用通项公式,把问题归纳为解方程(或方程组)这里必须注意n 是正整数,r 是非负整数且r ≤n2证明组合恒等式常用赋值法 学生练习1已知(1-3x )9=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 9x 9,则|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 9|等于 A 29 B 49 C 39 D 1解析:x 的奇数次方的系数都是负值,∴|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 9|=a 0-a 1+a 2-a 3+…-a 9∴已知条件中只需赋值x =-1即可答案:B2 2x +x )4的展开式中x 3的系数是A 6B 12C 24D 48解析:(2x +x )4=x 2(1+2x )4,在(1+2x )4中,x 的系数为C 24·22=24答案:C3(2x 3-x1)7的展开式中常数项是 A 14B -14C 42D -42解析:设(2x 3-x1)7的展开式中的第r +1项是T 1+r =C r7(2x 3)r-7(-x1)r =C r 72r-7·(-1)r ·x )7(32x r-+-,当-2r +3(7-r )=0,即r =6时,它为常数项,∴C 67(-1)6·21=14答案:A 4一串装饰彩灯由灯泡串联而成,每串有20个灯泡,只要有一只灯泡坏了,整串灯泡就不亮,则因灯泡损坏致使一串彩灯不亮的可能性的种数为A 20B 219C 220D 220-1解析:C 120+C 220+…+C 2020=220-1答案:D5已知(x -xa )8展开式中常数项为1120,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:T 1+r =C r8·x 8-r ·(-ax -1)r =(-a )r C r8·x 8-2r,令8-2r =0,∴r =4,∴(-a )4C 48=1120∴a =±2当a =2时,令x =1,则(1-2)8=1,当a =-2时,令x =-1,则(-1-2)8=38答案:C6已知(x23+x 31-)n 的展开式中各项系数的和是128,则展开式中x 5的系数是_____________(以数字作答)解析:∵(x 23+x 31-)n 的展开式中各项系数和为128,∴令x =1,即得所有项系数和为2n =128,∴n =7设该二项展开式中的r +1项为T 1+r =C r7(x23)r-7·(x31-)r =C r7·x61163r -,令61163r -=5即r =3时,x 5项的系数为C 37=35答案:35 7若(x +1)n =x n +…+ax 3+bx 2+cx +1(n ∈N *),且a ∶b =3∶1,那么n =________解析:a ∶b =C 3n ∶C 2n =3∶1,n =11 答案:118(x -x1)8展开式中x 5的系数为_____________解析:设展开式的第r +1项为T 1+r =C r 8x 8-r ·(-x1)r =(-1)r C r 8x238r-令8-23r =5得r =2时,x 5的系数为(-1)2·C 28=28答案:289若(x 3+xx 1)n 的展开式中的常数项为84,则n =_____________解析:T 1+r =C rn(x 3)n -r·(x23-)r =Cr n·xrn 293-,令3n -29r =0,∴2n =3r ∴n 必为3的倍数,r 为偶数试验可知n =9,r =6时,C rn =C 69=84答案:910已知(xxlg +1)n 展开式中,末三项的二项式系数和等于22,二项式系数最大项为20000,求x 的值解:由题意C 2-n n+C 1-n n +C n n =22,即C 2n +C 1n +C 0n =22,∴n =6∴第4项的二项式系数最大∴C 36(xxlg )3=20000,即x 3lg x =1000∴x =10或x 101 11若(1+x )6(1-2x )5=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 11x 11 求:(1)a 1+a 2+a 3+…+a 11; (2)a 0+a 2+a 4+…+a 10 解:(1)(1+x )6(1-2x )5=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 11x 11令x =1,得 a 0+a 1+a 2+…+a 11=-26, ① 又a 0=1,所以a 1+a 2+…+a 11=-26-1=-65 (2)再令x =-1,得a 0-a 1+a 2-a 3+…-a 11=0 ②①+②得a 0+a 2+…+a 10=21(-26+0)=-32 点评:在解决此类奇数项系数的和、偶数项系数的和的问题中常用赋值法,令其中的字母等于1或-112在二项式(ax m +bx n )12(a >0,b >0,m 、n ≠0)中有2m +n =0,如果它的展开式里最大系数项恰是常数项(1)求它是第几项;(2)求ba的范围 解:(1)设T 1+r =C r12(ax m )12-r ·(bx n )r =C r12a 12-r b r x m(12-r )+nr为常数项,则有m (12-r )+nr =0,即m (12-r )-2mr =0,∴r =4,它是第5项(2)∵第5项又是系数最大的项,∴有C 412a 8b 4≥C 312a 9b 3 ① C 412a 8b 4≥C 512a 7b 5 ② 由①得2349101112⨯⨯⨯⨯⨯a 8b 4≥23101112⨯⨯⨯a 9b 3,∵a >0,b >0,∴49b ≥a ,即b a 9 由②得b a ≥58,∴58≤b a 4913在二项式(x +421x)n 的展开式中,前三项的系数成等差数列,求展开式中的有理项分析:根据题意列出前三项系数关系式,先确定n ,再分别求出相应的有理项解:前三项系数为C 0n ,21C 1n ,41C 2n ,由已知C 1n =C 0n +41C 2n ,即n 2-9n +8=0, 解得n =8或n =1(舍去)T 1+r =C r8(x )8-r(24x )-r=C r 8·r 21·x 434r-∵4-43r∈Z 且0≤r ≤8,r ∈Z , ∴r =0,r =4,r =8∴展开式中x 的有理项为T 1=x 4,T 5=835x ,T 9=2561 x -2 点评:展开式中有理项的特点是字母x 的指数4-43r ∈Z 即可,而不需要指数4-43r∈N14求证:2<(1+n1)n <3(n ≥2,n ∈N *)证明:(1+n 1)n =C 0n +C 1n ×n 1 +C 2n (n 1)2+…+C nn (n 1)n=1+1+C 2n ×21n +C 3n ×31n+…+C nn ×n n 1=2+!21×2)1(n n n -+!31×3)2)(1(n n n n --+…+!1n ×n nn n 12)1(⨯⨯⨯-⨯Λ <2+!21+!31+!41+…+!1n <2+21+221+321+…+121-n=2+211])21(1[211---n =3-(21)1-n <3显然(1+n 1)n =1+1+C 2n ×21n +C 3n ×31n +…+C nn ×n n 1>2所以2<(1+n1)n<3。
二项式定理知识点总结一、概念:(a+b)^n=C(n,0)a^nb^0+C(n,1)a^(n-1)b^1+C(n,2)a^(n-2)b^2+...+C(n,n-1)a^1b^(n-1)+C(n,n)a^0b^n其中,C(n,k)表示组合数,即从n个元素中取出k个元素的组合方式数。
二、证明:可以用排列组合的方法证明二项式定理。
考虑对(a+b)^n展开式中每一项的系数,将(a+b)^n表示为n个相加的项,每一项由a和b组成。
可以把这n个项分成若干组,每组的项数k从0到n,且对于固定的k有k个a和n-k个b。
根据组合数的定义,对于每组项数k,其系数为C(n,k),因此可以得到二项式定理。
三、应用:1.计算组合数:二项式定理可以用来计算组合数。
当a=b=1时,二项式展开后的每一项系数即为对应的组合数。
例如,(1+1)^n=2^n,系数为1,n,n(n-1)/2,n(n-1)(n-2)/6,...,依次为组合数C(n,0),C(n,1),C(n,2),...2. 多项式展开:利用二项式定理,可以方便地展开多项式。
例如,(a+b)^3 = a^3 + 3a^2b + 3ab^2 + b^33.计算幂数:二项式定理可以用于计算幂,即对于任意整数m,可以使用二项式定理计算(a+b)^m的展开式,将其中的每一项进行计算,得到每一项的幂数。
4.计算二项式系数:二项式定理可以用来计算二项式系数,即对于给定的a,b和n,可以通过二项式定理展开式中的各项系数得到相应的二项式系数。
五、推广:1.负指数:二项式定理不仅适用于非负整数n,也适用于负指数n,即(a+b)^n=C(n,0)a^nb^0+C(n,1)a^(n-1)b^1+C(n,2)a^(n-2)b^2+...+C(n,n-1)a^1b^(n-1)+C(n,n)a^0b^n。
这样可以扩展二项式定理的应用范围。
2. 多变量二项式定理:二项式定理不仅限于两个变量a和b,可以推广到多变量的情况。
完整版)二项式定理知识点及典型题型总结二项式定理一、基本知识点1、二项式定理:(a+b)^n = C(n,0)a^n + C(n,1)a^(n-1)b +。
+ C(n,n)b^n (n∈N*)2、几个基本概念1)二项展开式:右边的多项式叫做(a+b)^n的二项展开式2)项数:二项展开式中共有n+1项3)二项式系数:C(n,r) = n!/r!(n-r)!4)通项:展开式的第r+1项,即T(r+1) = C(n,r) * a^(n-r) * b^r3、展开式的特点1)系数都是组合数,依次为C(n,1)。
C(n,2)。
…。
C(n,n)2)指数的特点①a的指数由n到0(降幂)。
②b的指数由0到n(升幂)。
XXX和b的指数和为n。
3)展开式是一个恒等式,a,b可取任意的复数,n为任意的自然数。
4、二项式系数的性质:1)对称性: 在二项展开式中,与首末两端等距离的任意两项的二项式系数相等.2)增减性与最值: 二项式系数先增后减且在中间取得最大值当n是偶数时,中间一项取得最大值C(n,n/2)当n是奇数时,中间两项相等且同时取得最大值C(n,(n-1)/2)C(n-1.m) = C(n。
m) + C(n。
m-1)C(n,0) + C(n,1) +。
+ C(n,n) = 2^n3)二项式系数的和:奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数和.即 C(n,0) - C(n,2) + C(n,4) -。
= 2^(n-1)二项式定理的常见题型一、求二项展开式1.“(a+b)^n”型的展开式例1.求(3x+2y)^42.“(a-b)^n”型的展开式例2.求(3x-2y)^43.二项式展开式的“逆用”例3.计算1-3C(n,1) + 9C(n,2) - 27C(n,3) +。
+(-1)^n*3nC(n,n)二、通项公式的应用1.确定二项式中的有关元素例4.已知((-ax)/(9x^2+1))^9的展开式中x^3的系数为9,常数a的值为1/32.确定二项展开式的常数项例5.(x-3/x)^10展开式中的常数项是2433.求单一二项式指定幂的系数例6.(x^2-3y)^6中x^3y^3的系数为-540三、求几个二项式的和(积)的展开式中的条件项的系数例7.(x-1)^-1(x-1)^2(x-1)^3(x-1)^4(x-1)^5的展开式中,x^2的系数等于-101.展开式中,求(x-2)(x^2+1)^7展开式中x^3的系数。
二项式定理一、基本知识点1、二项式定理:0111()()n n n r n r r n nn n n n a b C a C a b C a b C b n N --*+=+++++∈2、几个基本概念(1)二项展开式:右边的多项式叫做n b a )(+的二项展开式 (2)项数:二项展开式中共有1n +项(3)二项式系数:(0,1,2,,)rnr C n =叫做二项展开式中第1+r 项的二项式系数(4)系数:未知数前的常数叫做系数(注意系数不同于二项式系数)(4)通项:展开式的第1+r 项,即1(0,1,,)r n r rr nT C a b r n -+==3、展开式的特点(1)二项式系数都是组合数,依次为012,,,,,k nn n n n n C C C C C ⋅⋅⋅(2)指数的特点:① a 的指数 由0n → ( 降幂)。
② b 的指数由0n →(升幂)。
③ a 和b 的指数和为n 。
(3)展开式是一个恒等式,a ,b 可取任意的复数,n 为任意的自然数,一般2n ≥。
4、二项式系数的性质: (1)对称性:在二项展开式中,与首末两端“对距离”的两个二项式系数相等,即0n n n C C =, (1)k k n n C C -=(2)增减性与最值二项式系数先增后减且在中间取得最大值当n 是偶数时,中间一项取得最大值2n nC当n 是奇数时,中间两项相等且同时取得最大值1122n n nnCC-+=(3)二项式系数的和:0122k n n nn n n n C C C C C +++⋅⋅⋅++⋅⋅⋅+= 变形式:1221k nn n n n n C C C C +++++=-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 nn 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(注意不是二项式系数和):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 ----+=++++=+++++=++++=++++=++++=+---------=--+-++=-----令则①令则024135(1)(1),()2(1)(1),()2n nn n nn a a a a a a a a a a a a ----++-++++=+---+++=②①②得奇数项的系数和①②得偶数项的系数和(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2n nC 取得最大值。
二项式定理知识点及典型题型总结(经典)强烈推荐二项式定理是高中数学中的重要概念之一。
它表示了一个二元多项式的n次幂可以用二项式系数展开成一系列项的和。
其中,二项式系数是组合数,表示从n个元素中选取r个元素的方案数。
展开式共有n+1项,每一项的系数即为二项式系数。
展开式的指数有一些特点:a的指数从n开始递减,b的指数从0开始递增,a和b的指数之和为n。
需要注意的是,展开式是一个恒等式,a,b可以取任意的复数,n为任意的自然数,一般n≥2.二项式系数具有一些性质。
首先是对称性,即在二项展开式中,与首末两端“对距离”的两个二项式系数相等。
其次是增减性与最值,二项式系数先增后减,在中间取得最大值。
当n 是偶数时,中间一项取得最大值;当n是奇数时,中间两项相等且同时取得最大值。
此外,二项式系数的和也有一些特殊的形式。
奇数项的二项式系数和等于偶数项的二项式系数和,这可以通过二项式定理的特殊情况得到。
另外,奇数项的系数和与偶数项的系数和也可以用展开式表示出来。
总之,二项式定理是高中数学中的基础概念之一,具有很多特殊的性质。
熟练掌握这些概念和性质,对于高中数学的研究和应用都有很大的帮助。
题型一:利用通项公式求xn的系数例1、在二项式(4x+3)2n的展开式中倒数第3项的系数为45,求含有x3的项的系数?解析:由条件知系数等于二项式系数,Cn=45,解出n=10,代入展开式中可得:T7=C10,7(4x)7(3)3=210(4)7(3)3=所以含有x3的项的系数为.例2、求展开式(1+x)5中x4的系数。
解析:根据二项式定理可得:1+x)5=C5,0(1)5x0+C5,1(1)4x1+C5,2(1)3x2+C5,3(1)2x3+C5, 4(1)x4+C5,5x5所以x4的系数为C5,4=5.题型二:利用通项公式求常数项例3、求展开式(2x+3)6中的常数项。
解析:根据二项式定理可得:2x+3)6=C6,0(2x)6(3)0+C6,1(2x)5(3)1+C6,2(2x)4(3)2+C6,3( 2x)3(3)3+C6,4(2x)2(3)4+C6,5(2x)(3)5+C6,6(3)6所以常数项为C6,0(2x)6(3)0=2^6=64.题型五:奇数项的二项式系数和等于偶数项的二项式系数和。
二项式定理常见的题型归纳吴友明 整理题型一:指定项有关的问题 例1.在12)13(xx -展开式中,3-x 的系数为 . 解析:由二项式定理的通项公式得1121212211212(3)(3(1)r r rr r r r rr T C x C x x ----+=⋅⋅=⋅-⋅⋅⋅ 312122123(1)rrrr C x--=⋅-⋅⋅.令31232r -=-可得10r =,即121010103311123(1)594T C x x ---=⋅-⋅⋅=.故3-x 项的系数为594.点评:解决此类问题的一般策略是:先求二项式展开式的通项,再利用化简后的通项与指定项之间的联系求解。
特别题型解题之前先确认题目是求二项式的展开式的系数或二项式的系数,另外二项式的展开式的通项化简时,要注意指数运算的性质的准确运用.练习.若n xx x )1(3+的展开式的常数项为84,则n = .解析:由二项式定理的通项公式得333321()r r n rrr n rr nnT C x C xx---+=⋅⋅=⋅⋅932n rr nC x-=⋅.令9302n r -=可设3,2n k r k ==,其中k N +∈. 故有23384r k kn k k C C C ===,解得3k =.故39n k ==.题型二:有理项有关的问题例2. 二项式24展开式中,有理项的项数共有( )项A. 3B. 4C. 5D. 7 解析:由二项式定理的通项公式得241136424r !2424T ---+⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭rrr r r C x x C x,其中0,1,2,,24r =L , 由题意得364r Z -∈,则0,4,8,12,16,20,24r =,所以共有7个有理项点评: 有理项是指变量的指数是整数(可以是正整数,也可以是负整数和零)的项,所以此类问题的一般解题思路是:先求二项式的展开式的通项,化简后令x 的指数为整数解决问题。
二项式定理1. 知识精讲:(1)二项式定理:()nn n r r n r n n n n n nb C b a C b a C a C b a +++++=+-- 110(*∈N n )其通项是=+1r T r r n r n b a C - (r=0,1,2,……,n ),知4求1,如:555156b a C T T n n -+== 亦可写成:=+1r T rnr n aba C )(()()()n n n n r r n r n r n n n n n b C b a C b a C a C b a 11110-++-++-=--- (*∈N n ) 特别地:()n n n r n r n n n n nx C x C x C x C x +++++=+- 101(*∈N n )其中,rn C ——二项式系数。
而系数是字母前的常数。
例1.n nn n n n C C C C 1321393-++++ 等于 ( ) A .n4 B 。
n43⋅ C 。
134-n D.314-n 解:设nnn n n n n C C C C S 1321393-++++= ,于是: n n n n n n n C C C C S 3333333221++++= =13333332210-+++++nn n n n n n C C C C C故选D例2.(1)求7(12)x +的展开式的第四项的系数;(2)求91()x x-的展开式中3x 的系数及二项式系数解:(1)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 =.(2)二项展开式系数的性质:①对称性,在二项展开式中,与首末两端“等距离”的两项的二项式系数相等,即 ,,,,2211kn nkn n n n n n n nn n C C C C C C C C ---====②增减性与最大值:在二项式展开式中,二项式系数先增后减,且在中间取得最大值。
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;。
高中数学二项式定理知识梳理与题型归纳知识点梳理一、定理内容二、基本概念①二项式展开式:等式右边的多项式叫作(a+b)n的二项展开式②二项式系数:展开式中各项的系数中的③项数:展开式第r+1项,是关于a,b的齐次多项式.④通项:展开式的第r+1项,记作三、几个提醒①项数:展开式共有n+1项.②顺序:注意正确选择a与b,其顺序不能更改,即:(a+b)n和(b+a)n是不同的.③指数:a的指数从n到0, 降幂排列;b的指数从0到n,升幂排列。
各项中a,b的指数之和始终为n.④系数:正确区分二项式系数与项的系数:二项式系数指各项前面的组合数;项的系数指各项中除去变量的部分(含二项式系数)。
⑤通项:通项是指展开式的第r+1项.四、常用结论由此可得贝努力不等式。
当x>-1时,有:n≥1时,(1+x)n≥1+nx;0≤n≤1时,(1+x)n≤1+nx.(贝努力不等式常用于函数不等式证明中的放缩)五、几个性质①二项式系数对称性:展开式中,与首末两项等距的任意两项二项式系数相等。
②二项式系数最大值:展开式的二项式系数中,最中间那一项(或最中间两项)的二项式系数最大。
即:③二项式系数和:二项展开式中,所有二项式系数和等于,即:奇数项二项式系数和等于偶数项二项式系数和,即:(注:凡系数和问题均用赋值法处理)④杨辉三角中的二项式系数:题型归纳一、求二项展开式二、求展开式的指定项在二项展开式中,有时存在一些特殊的项,如常数项、有理项、整式项、系数最大的项等等,这些特殊项的求解主要是利用二项展开式的通项公式,然后依据条件先确定r的值,进而求出指定的项。
说明:凡二项展开式中指定项的问题,均直接使用通项公式处理.说明:对于位置指定的展开项问题,要注意用原式,底数中项的顺序不得随意调整。
说明:积的展开式问题,一般分别计算两个因式的通项。
练习:1. 求常数项1、已知的展开式中第三项与第五项的系数之比为,其中,则展开式中常数项是()A. -45i B. 45i C. -45 D. 45解析:第三项、第五项的系数分别为,由题意有整理得解得n=10设常数项为则有得r=8故常数项为,选D。
排列组合二项式定理知识点以及典型例题总结考纲要求:1.知道分类计数原理与分步计数原理的区别,会用两个原理分析和解决一些简单的问题2.知道排列和组合的区别和联系,记住排列数和组合数公式,能用它们解决一些简单的应3.知道一些组合数性质的应用.4.了解二项式定理及其展开式5.记住二项式展开式的通项公式,并能够运用它求展开式中指定的项6.了解二项式系数的性质,能够利用二项式展开式的通项公式求出展开式中二项式系数最大的项.7.了解二项式的展开式中二项式系数与项的系数的区别知识点一:计数原理1.分类加法计数原理如果完成一件事,有n类办法,在第1类办法中有m1种不同的方法,在第2类办法中有m2种不同的方法,…,在第n类办法中有m n种不同的方法,那么完成这件事共有N=m1+m2+…+m n种不同的方法.两个基本计数原理的区别:分类计数原理——每一类办法都能把事单独完成;分步计数原理——缺少任何一个步骤都无法把事完成.2.分步乘法计数原理如果完成一件事,需分成n个步骤,做第1步有m1种不同的方法,做第2步有m2种不同的方法,…,做第n步有m n种不同的方法,那么完成这件事共有N=m1·m2·…·m n种不同的方法.知识点二:排列1.排列的定义:一般地,从n个不同的元素中,任取m(m≤n)个元素,按照一定顺序排成一列,叫作从n个不同元素中取出m 个元素的一个排列.如果m <n ,这样的排列叫作选排列.如果m =n ,这样的排列叫作全排列.2. 排列数的定义:从n 个不同元素中取出m (m ≤n )个元素的所有排列的个数,叫作从n 个不同元素中取出m 个元素的排列数,用符号P mn 表示.3. 排列数的公式: (1) P m n =n ·(n -1)·(n -2)·…·(n -m +1);(2) P m n =()!!n n m -; 规定:0!=1.知识点三:组合1.组合的定义:一般地,从n 个不同元素中,任取m (m ≤n )个元素并成一组,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的一个组合.2.组合数的定义:从n 个不同元素中取出m (m ≤n )个元素的所有组合的个数,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的组合数,用符号C mn 表示.3. 组合数公式: (1)()()()121P C P !m mn n m n n n n n m m ---+==(2)()!C !!m n n m n m =-(n ,m ∈N +,且m ≤n ) 4. 组合数性质:(1) C =C m n m n n -;(2) 111C +C C mm m n n n +++=知识点四:二项式定理1. 二项式定理(a +b )n =011222C C C C C n n n m n m nn n n n n n a a b a b a b b ---++++++, n ∈N +其中C m n (m =0,1,2,…,n )叫做二项式系数;T m +1=C m n m m n a b -叫做二项式展开式的通项公式.2. 二项式系数的性质:(1)每一行的两端都是1,其余每一个数都是它“肩上”两个数的和;(2)在二项展开式中,与首末两端“等距离”的两项的二项式系数相等,即C C r n r n n -=(3)如果二项式的幂指数n 是偶数,那么中间一项即第12n +项的系数最大;如果二项式的幂指数n 是奇数,那么中间两项即第12n +项和第32n +项的二项式系数相等且最大; (4)(a +b )n 的二项式系数之和为2n ,即012C C C ++C ++C m n n n n n n ++=2n ; (5)(a +b )n 的二项展开式中,奇数项的二项式系数之和等于偶数项的二项式系数之和,都等12n -,024C C C +n n n ++135C +C C n n n =++12n -=.题型一 分类加法计数原理例1 一个盒子里有4个不同的红球,3个不同的黄球和5个不同的蓝球.从盒子中任取一个球,有多少种不同的取法?分析:盒子中取出一个球就可以完成任务,所以考察分类加法计数原理.解答:从盒子中任取一个球,共有三类方案:第一类方案,从4个不同的红球中任取一球,有4种方法;第二类方案,从3个不同的黄球中任取一球,有3种方法;第三类方案,从5个不同的蓝球中任取一球,有5种方法.所以,选一个班担任升旗任务的方法共有:12+10+10=32(种)题型二分步乘法计数原理例2 一个盒子里有4个不同的红球,7个不同的黄球和5个不同的蓝球.从盒子中取红球、黄球和蓝球各一个,有多少种不同的取法?分析:盒子中各取出一个球需要分三步,所以考察分步乘法计数原理.解答:完成这件事需要分三步.第一步,从4个不同的红球中任取一球,有4种方法;第二步,从3个不同的黄球中任取一球,有3种方法;第三步,从5个不同的蓝球中任取一球,有5种方法.由分步乘法计数原理,从盒子中取红球、黄球和蓝球各一个共有⨯⨯435=60种不同的取法.例3 邮政大厅有4个邮筒,现将三封信逐一投入邮筒,共有多少种投法?分析:三封信逐一投入邮筒分成三个步骤,每个步骤投一封信,分别均有4种方法.解答:应用分步计数原理,投法共有44464⨯⨯=种.题型三分类分步混合运算例4 一个盒子里有4个不同的红球,7个不同的黄球和5个不同的蓝球.从盒子中任取2个颜色不同的球,有多少种不同的取法?分析分类计数原理与分步计数原理混合使用的问题,一般要“先分类,后分步”.解答:可按所选两球的颜色分为如下3类.第1类:红球、黄球各一个,有4×7=28种选法;第2类:红球、蓝球各一个,有4×5=20种选法;第3类:黄球、蓝球各一个,有7×5=35种选法.根据分类计数原理,不同的选法种数为N =28+20+35=83(种).知识点二 排列题型一 排列数公式的运用例5 已知221P P n n +-=10,则n 的值为( ). A .4 B .5 C .6 D .7解答:由221P P n n +-=10,得(n +1)n -n (n -1)=10,解得n =5.故选B .题型二 排列的运用例6 小华准备从7本世界名著中任选3本,分别送给甲、乙、丙3位同学,每人1本,共有多少种选法?分析 选出3本不同的书,分别送给甲乙丙3位同学,书的不同排序,结果是不同的.因此选法的种数是从7个不同元素中取出3个元素的排列数.解答:不同的送法的种数是 37P 765210=⨯⨯=.即共有210种不同送法.题型三 某元素一定在某位置例7 4名男生和3名女生排成一排照相,分别按下列要求,求各有多少种不同的排法.(1)男生甲一定在中间位置;(2)男生甲不在中间位置.分析 本题是有限制条件的排列问题,若有特殊元素优先考虑特殊元素,若有特殊位置,优先考虑特殊位置.(1)分两步完成:第一步,男生站在中间位置,有一种排法;第二步,排其他的元素,共有66P 种排法.所以,男生甲一定在中间位置共有661P 720⨯=种排法.(2)分两步完成:第一步,男生不在中间位置,有5种排法;第二步,排其他的元素,共有66P 种排法.所以,男生甲一定在中间位置共有665P 3600⨯=种排法. 题型四 某几个元素相邻例8 4名男生和3名女生排成一排照相,同学甲、乙相邻有多少种排法?分析:解决“相邻”问题采用的是“捆绑法”解答:第一步,把甲、乙看成一个元素,与其他5人共6个元素进行全排列;第二步,甲、乙二人进行全排列.即6262P P =720×2=1440(种).题型五 某几个元素不相邻例9 4名男生和3名女生排成一排照相,同学甲、乙不相邻有多少种排法?分析:解决“不相邻”问题采用的是“插空法”.解答:第一步,把甲、乙之外的5名同学进行全排列;第二步,在5名同学之间或两端共6个空中插入甲、乙两名同学.即5256P P =120×30=3600(种). 例10 4名男生和3名女生排成一排照相,男女同学相间排列,有多少种排法? 分析:“相间”是特殊的“不相邻”问题解答:第一步,男生全排列,有44P 种排法;第二步,女生全排列,有33P 种排法;第三步,相间插入有2中插入方法.即男女同学相间排列,有4343P P 2576⨯=种种排法.题型六 数字的排列问题例11 用数字0,1,2,3,4组成没有重复数字的三位数,求:(1)组成的三位数的个数;(2)组成的三位数中偶数的个数;分析:对数字进行排列时,如果数字中含有0,应区别对待.因为0作为特殊元素,不能在首位出现.解答:(1)应采用特殊位置优先法.因为0不能为首位(百位),所以首位的排法有14P 种,其他两位是从剩余的4个数字中选2个的一个排列,有24P 种,所以共有1244P P =48(种).(2)由于0的存在,应分两类:第一类个位是0,有24P 个;第二类,个位不是0,先确定个位,从2,4中选一个,有12P 种,再确定首位,有13P 种,剩余的一位是从3个数中选1个,有13P 种.所以共有21114233P P P P +=30(种). 知识点三 组合题型一 组合的应用例12 学校组织一项活动,要从5名男同学,3名女同学中选4名.共有多少种选法? 分析: 从5名男同学,3名女同学中选4名, 选出的4名同学任务是一样的,因此选法的种数是从8个不同元素中取出4个元素的组合数. 解答:不同的选法种数是488765C 704321⨯⨯⨯==⨯⨯⨯种. 题型二 一定包含或一定不包含某元素例13 学校组织一项活动,要从5名男同学,3名女同学中选4名.(1)若甲同学必须去,有多少种选法?(2)若甲同学一定不去,有多少种选法?分析:若甲同学必须去,再从其他7人中选3人即可.解答:(1)共有37765C 321⨯⨯=⨯⨯=35种选法. 分析:若甲同学一定不去,从其他7人中选4人即可.解答:(2)共有47C 35=种选法.题型三 至多、至少问题例14 学校组织一项活动,要从5名男同学,3名女同学中选4名.若男生甲、女生乙至少有一个被选中,有多少种选法?分析:至多、至少问题从正面解,一般情况先分类,再求解.当从正面求解困难时,可从对立面求解.解答:方法一 男生甲、女生乙至少有一个被选中,分成两类:第一类 男生甲、女生乙只有一个人被选中,有1326C C 260120=⨯=种选法; 第二类 男生甲、女生乙都被选中,有2226C C 21530=⨯=种选法.所以,男生甲、女生乙至少有一个被选中,共有120+30=150种不同的选法.题型四 组合数性质的的相关计算例15 若44511C C C n n n --=+,求n .分析:考察组合数的性质111C +C C m m m n nn +++=;C =C m n m n n-. 解答:45511C +C =C ,n n n --∴45C =C ,n n∴n =4+5=9.题型四 排列、组合混合应用例16 从6名男生和5名女生中选出3名男生和2名女生排成一行,有多少种不同排法? 分析:可以首先将男生选出,再将女生选出,然后对选出的5名学生排序.解 不同排法的总数为32565565454C C P 543212400032121⨯⨯⨯⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯(种). 知识点四 二项式定理题型一 求二项式展开式的指定项例17 求二项式103x x ⎛⎫- ⎪⎝⎭的展开式中第4项. 分析:.二项式103x x ⎛⎫- ⎪⎝⎭的展开式第4项,则n 的值为10,m 的值为3,可直接用二项式的通项T m +1=C m n m m n a b -求解.解答:T 4=T 3+1=337103C x x ⎛⎫- ⎪⎝⎭=-3240x 4, ∴第4项是-3240x 4.. 例18 求二项式103x x ⎛⎫- ⎪⎝⎭的展开式中含x 6的项. 分析:二项式103x x ⎛⎫- ⎪⎝⎭的展开式中含x 6的项,则n 的值为10,m 的值未知.此类问题应先写出二项式的通项,结合条件“含x 6的项”确定出m 的值.从而求出含x 6的项.解答: ∵T m +1=()1010210103C 3C m m m mm m x x x --⎛⎫-=- ⎪⎝⎭, 令10-2m =6,得m =2.∴含x 6的项为T 3=T 2+1=(-3)2210C x 6=405x 6. 例19 在二项式103x x ⎛⎫- ⎪⎝⎭的展开式,求: (1)常数项;(2)二项式系数最大的项.分析:(1)求常数项,因为不知道m 的值,要根据“常数项”之一条件确定m 的值.所以,与例18过程相似;(2)可计算出第10162+=项为二项式系数最大的项,其实就是求第6项,所以与例17过程相似.解答:(1)∵T m +1=()1010210103C 3C m m m mm m x x x --⎛⎫-=- ⎪⎝⎭, 10-2m =0,即m =5.∴展开式的第6项是常数项,即T 6=T 5+1=5555510103C =(3)C x x ⎛⎫-- ⎪⎝⎭=-61236. (2)∵n =10,∴展开式有11项,中间一项的二项式系数最大,中间一项为第6项. ∴T 6=T 5+1=5555510103C =(3)C x x ⎛⎫-- ⎪⎝⎭=-61236. 题型二 求二项式展开式的某一项系数与某一项的二项式系数.例20 求92)x -(的二项展开式中6x 的系数和该项的二项式系数. 分析:二项展开式中某项的的系数与这一项二项式系数是两个不同的概念. 某项的系数是除字母外的所有数乘积的结果,某项的二项式系数是该项的组合数,和其他无关. 解答: 92)x -(的展开式的通项公式为99199C (2)C (1)2m m m m m m m m T x x --+=-=-⋅⋅ 由9-m =6,得m =3.即二项展开式中含6x 的项为第4项.故这一项的系数是3339987C (1)2(8)672321⨯⨯⨯-⨯=⨯-=-⨯⨯.该项的二项式系数为39987C 84321⨯⨯==⨯⨯. 题型三 二项式各项系数和与二项式系数和例21 在(1-x )5的二项展开式中,各项系数和为____________;所有项的二项式系数之和为____________.分析:在二项式中令式子中的字母为1,可得各项系数和;所有项的二项式系数之和为2n ,即012C C C ++C ++C m n n n n n n ++=2n ,故所有项的二项式系数之和只和n 有关.解答:在(1-x )5中,令x =1,可得各项系数和为0.(1-x )5的二项式系数之和为25=32.。
二项式定理一、基本知识点1、二项式定理:(a b)n=C n O a n -C;a nJ b^- -C n r a n^b^- -C n n b n (n ∙N )2、几个基本概念(1)二项展开式:右边的多项式叫做(a ■ b)n的二项展开式(2)项数:二项展开式中共有n ∙1项(3)二项式系数:C;(r =0,1,2,…,n)叫做二项展开式中第r+1项的二项式系数(4)通项:展开式的第r - 1项,即T rI=C n a n丄b r (r = 0,1,…,n)3、展开式的特点(1)系数都是组合数,依次为C n c ,C;,…,C;(2)指数的特点①a的指数由厂0(降幕)。
②b的指数由0 n (升幕)。
③a和b的指数和为n。
(3)展开式是一个恒等式,a, b可取任意的复数,n为任意的自然数。
4、二项式系数的性质:(1)对称性:在二项展开式中,与首末两端等距离的任意两项的二项式系数相等•即C; =C;"(2)增减性与最值二项式系数先增后减且在中间取得最大值n当n是偶数时,中间一项取得最大值C n2当n是奇数时,中间两项相等且同时取得最大值0 12 kC 0+ C 1+ C 2+ …+c k+ …+ C(3)二项式系数的和:n n n nn -1 n C n2=C n2 =2n奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数和.即C0"* …=C1n+c3+…A二项式定理的常见题型一、求二项展开式1•“ (a b)n”型的展开式例1•求(3 ,x1 )4的展开式;a2. “ (a -b)n”型的展开式例2•求(3.X 一1 )4的展开式;J X3•二项式展开式的“逆用”例3•计算1 -3c:∙9c n-27c n •.…•(-1)"3、;;二、通项公式的应用1.确定二项式中的有关元素例4.已知(旦- x )9的展开式中X3的系数为9,常数a的值为____________________ X \ 2 42.确定二项展开式的常数项例5. C-x-J )10展开式中的常数项是__________________站X3.求单一二项式指定幕的系数例6∙(χ2 一丄)9展开式中X9的系数是2 X三、求几个二项式的和(积)的展开式中的条件项的系数例7.(X _1) _(x _1)2∙(X _1)3一(X _1)4•(X _1)5的展开式中,X2的系数等于例8. (X2∙1)(x-2)7的展开式中,X3项的系数是______四、利用二项式定理的性质解题1. 求中间项例9. 求(T X 二)10的展开式的中间项;V XO2. 求有理项例10.求(77-厶)10的展开式中有理项共有____________ 项;VX3. 求系数最大或最小项(1)特殊的系数最大或最小问题例11. 在二项式(X -1)11的展开式中,系数最小的项的系数是; ____ (2)一般的系数最大或最小问题例12•求(X- 2√8展开式中系数最大的项;(3)系数绝对值最大的项例13.在(X —y)7的展开式中,系数绝对值最大项是五、利用“赋值法”求部分项系数,二项式系数和例14.若(2x 亠3)4 = a0■ a1x ■ a2χ2■ a3χ3■ a4χ4,则(a0■ θ2 ∙a4)27a1 ■ a3)2的值为__________________ ;例15.设(2x -1)6 =a6χ6■ a5χ5 - ... ■ a1X ■ a0,贝U a°+ a1 +∣a2∣+…+ a6 _______ ;六、利用二项式定理求近似值例16.求0.998 6的近似值,使误差小于0.001 ;七、利用二项式定理证明整除问题例17.求证:5151 -1能被7整除。
高中数学二项式定理高考复习一、知识要点1.二项式定理 一般地,对于任意整数n ,都有nn n n n n n n b C b a C a C b a 110)(,这个公式叫做二项式定理.【注意】⑴等号右边的多项式叫做n b a )( 的二项展开式;⑵),2,1,0(n r C r n 叫做二项式系数,它与展开式中对应项的系数不一定相等,二项式系数r n C 一定为正,而项的系数与b a , 的系数有关,正负不能确定.⑶公式右边共有1 n 项,比二项式的次数n 大1.⑷各项的次数都等于二项式的幂指数n ;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 .⑸二项式定理表示一个恒等式,对于任意的b a ,,该等式都成立.通过对b a ,取不同的特殊值,可给某些问题的解决带来方便. 令x b a ,1,则得到一个比较常用的公式: n n n n n n x C x C x C x 2211)1(;若令1,1 b a ,则得到一个组合数恒等式: nn n n n n C C C C 2102; 2.二项展开式的通项二项展开式的第1 r 项),2,1,0(1n r b a C T r r n r n r 叫做二项展开式的通项.【注意】⑴它表示二项式展开的第1 r 项,该项的二项式系数是r n C ,而不是1 r n C ;⑵字母b 的次数和组合数的上标相同;⑶a 与b 的次数之和为n ;⑷n 是常量,n r ,,2,1,0 是变量;⑸公式中第一个量a 与第二个量b 的位置不能颠倒;⑹整理通项时,一般要将通项中的系数和字母分开整理;⑺它体现了二项展开式的项数、系数、次数的变化规律,是二项式定理的核心,它在求展开式的某些特定的项及其系数方面有着广泛的应用.3.二项式系数的性质一般地, n b a )( 展开式的二项式系数n n n n n C C C C 210,,有以下性质⑴r n n r n C C ;⑵r n r n r n C C C 11 ;⑶当21 n r 时, 1 r n r n C C ;当21 n r ,r n r n C C 1,即当n 为偶数时,二项式系数中, 2n n C 最大;当n 为奇数时, 二项式系数中, 21 n n C和21 n n C (两者相等)最大. ⑷n n n n n n C C C C 2210 ;⑸131202 n n n n n C C C C ,即二项式展开式奇数项系数的和等于偶数项系数的和,二、金典题型题型一:通项公式的应用求二项式展开式中的有理项,一般是根据通项公式所得到的项,其所有的未知数的指数恰好都是整数的项,解这种类型的问题必须合并通项公式中同一字母的指数,根据具体要求,令其属于整数,再根据整数的整除性求解.若求二项展开式中的整式项,则其通项公式中同一字母的指数应是非负整数,求解方式与求有理项一致.【☞例1】已知在nx x3321的展开式中,第6项为常数项. ⑴求n ;⑵求含2x 的项的系数;⑶求展开式中所有的有理项.点评:解此类问题可以分两步完成:第一,根据所给出的条件(待定项)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(n ,r 均为非负整数,r n ));第二,根据所求的指数,再求所求解的项.【☞例2】若nx x 1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题型二:系数最大值问题在求展开式中系数最大项时,可设第1 r 项的系数为1 r t 最大,则利用211r r r r t t t t ,解不等式组即可得出. 【☞例3】已知 n x x2323 展开式各项系数和比它的二项式系数和大992. ⑴求展开式中二项式系数最大项; ⑵求展开式中系数最大项.点评:应注意区分项的系数和二项式系数两个概念.在求项的系数和时,常采用赋值法,求项的系数时,用1 r T 来求,而二项式系数能直接写出. 【变式训练】1. n x 21 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.题型三:赋值法的应用对形如 n b ax 、 m c bx ax 2),,(R c b a 的式子求其展开式的各项系数之和,常采用赋值法,只需令1 x 即可;对 n by ax ),(R b a 的式子求其展开式各项系数之和,只需令1 y x 即可.【☞例4】已知 772210721x a x a x a a x .⑴求721a a a ;⑵7531a a a a ;⑶6420a a a a ;⑷||||||||7210a a a a .【变式训练】 2.对于12212 x x 的展开式,求⑴求各项系数之和;⑵奇数项系数之和;⑶偶数项系数之和. 三、基础落实1.二项式521x x 展开式中,x 的系数为( )A.5 B.10 C.20 D.40 2.如果n x x2323的展开式中含有非零常数项,则正整数n 可能是( )A.6 B.8 C.9 D.10 3.已知n x x1的展开式中只有第四项的二项式系数最大,则展开式中的常数项等于( )A.15 B.-15 C.20 D.-20 4.若nx x13展开式中各项系数之和为64,则展开式的常数项为( )A.-540 B.-162 C.162 D.540 5.在n x x312的展开式中,只有第5项的二项式系数最大,则展开式的常数项为( )A.-7 B.7 C.-28 D.28 6.在nx x2的二项展开式中,若常数项为60,则n 等于( ) A.3 B.6 C.9 D12 7. 61 x mx 的展开式中3x 的系数为15.则m 的值为 . 8.若)(*6271327N n C C n n ,则n x x 32的展开式中的常数项是 .(用数字作答) 9.已知92 x x a 的展开式中,3x 的系数为94,则常数a 的值为 . 10.6)21(x 展开式中,所有项的系数之和为 ;63)21)(1(x x 展开式中5x 的系数为 .四、课堂小结与作业1.“各项的二项式系数”是指),,2,1,(niCin,而“某项的系数”是指这一项的所有的系数;只有当字母的系数为1时,某项的二项式系数与某项的系数才是相等的.2.二项式系数之和为nnnnnn CCCC212;各项系数之和是每项的所有系数之和.3.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的重要方法之一.4.注意rrnrnrbaCT1表示的是二项式展开式中的第1r项,而非第r项,此式为二次展开式的通项.【作业】见复印件。
二项式定理考点与题型归纳一、基础知识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.考点一二项展开式中特定项或系数问题考法(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.10 B.20 C.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 n 4·(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 3x 6-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.[题组训练]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 r 6(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[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.[题组训练]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a 5+a 4+a 3+a 2+a 1+a 0=1,① 令x =-1,得-a 5+a 4-a 3+a 2-a 1+a 0=-243,② ①+②,得2(a 4+a 2+a 0)=-242, 即a 4+a 2+a 0=-121.①-②,得2(a 5+a 3+a 1)=244, 即a 5+a 3+a 1=122.所以|a 0|+|a 1|+…+|a 5|=122+121=243.2.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________.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.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[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.[题组训练]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 ∵81x 4+108x 3+54x 2+12x +1=(3x +1)4,∴上式能被5整除的最小自然数为3.2.1-90C 110+902C 210-903C 310+…+(-1)k 90k C k 10+…+9010C 1010除以88的余数为________. 解析:∵1-90C 110+902C 210+…+(-1)k 90k C k 10+…+9010C 1010=(1-90)10=8910, ∴8910=(88+1)10=8810+C 110889+…+C 91088+1,∵前10项均能被88整除,∴余数为1. 答案:1[课时跟踪检测]A 级1.(2019·河北“五个一名校联盟”模拟)⎝⎛⎭⎫2x 2-x 43的展开式中的常数项为( )A.-32B.32C.6D.-6解析:选D 通项T r +1=C r 3⎝⎛⎭⎫2x 23-r·(-x 4)r =C r 3(2)3-r ·(-1)r x -6+6r ,当-6+6r =0,即r =1时为常数项,T 2=-6,故选D.2.设(2-x )5=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 5x 5,则a 2+a 4a 1+a 3的值为( )A.-6160B.-122121C.-34D.-90121解析:选C 由二项式定理,得a 1=-C 1524=-80,a 2=C 2523=80,a 3=-C 3522=-40,a 4=C 452=10,所以a 2+a 4a 1+a 3=-34. 3.若二项式⎝⎛⎭⎫x 2+ax 7的展开式的各项系数之和为-1,则含x 2项的系数为( ) A.560 B.-560 C.280D.-280解析:选A 取x =1,得二项式⎝⎛⎭⎫x 2+ax 7的展开式的各项系数之和为(1+a )7,即(1+a )7=-1,1+a =-1,a =-2.二项式⎝⎛⎭⎫x 2-2x 7的展开式的通项T r +1=C r 7 ·(x 2)7-r ·⎝⎛⎭⎫-2x r =C r 7 ·(-2)r ·x 14-3r .令14-3r =2,得r =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=560.4.(2018·山西八校第一次联考)已知(1+x )n 的展开式中第5项与第7项的二项式系数相等,则奇数项的二项式系数和为( )A.29B.210C.211D.212解析:选A 由题意得C 4n =C 6n ,由组合数性质得n =10,则奇数项的二项式系数和为2n -1=29.5.二项式⎝⎛⎭⎫1x -2x 29的展开式中,除常数项外,各项系数的和为( ) A.-671 B.671 C.672D.673解析:选B 令x =1,可得该二项式各项系数之和为-1.因为该二项展开式的通项公式为T r +1=C r 9⎝⎛⎭⎫1x 9-r ·(-2x 2)r =C r 9(-2)r ·x 3r -9,令3r -9=0,得r =3,所以该二项展开式中的常数项为C 39(-2)3=-672,所以除常数项外,各项系数的和为-1-(-672)=671.6.(2018·石家庄二模)在(1-x )5(2x +1)的展开式中,含x 4项的系数为( ) A.-5 B.-15 C.-25D.25解析:选B 由题意含x 4项的系数为-2C 35+C 45=-15.7.(2018·枣庄二模)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.1D.2解析:选D ⎝⎛⎭⎫x +1x 10的展开式的通项公式为T r +1=C r 10·x 10-r ·⎝⎛⎭⎫1x r =C r 10·x 10-2r ,令10-2r =4,解得r =3,所以x 4项的系数为C 310.令10-2r =6,解得r =2,所以x 6项的系数为C 210.所以(x 2-a )⎝⎛⎭⎫x +1x 10的展开式中x 6的系数为C 310-a C 210=30,解得a =2. 8.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3B.-3C.1D.1或-3解析:选D 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.∵a 1+a 2+a 3+…+a 6=63,∴(1+m )6=64=26,∴m =1或m =-3.9.(2019·唐山模拟)(2x -1)6的展开式中,二项式系数最大的项的系数是________.(用数字作答)解析:(2x -1)6的展开式中,二项式系数最大的项是第四项,系数是C 3623(-1)3=-160.答案:-16010.(2019·贵阳模拟)⎝⎛⎭⎫x +ax 9的展开式中x 3的系数为-84,则展开式的各项系数之和为________.解析:二项展开式的通项T r +1=C r 9x 9-r ⎝⎛⎭⎫a x r =a r C r 9x 9-2r ,令9-2r =3,得r =3,所以a 3C 39=-84,解得a =-1,所以二项式为⎝⎛⎭⎫x -1x 9,令x =1,则(1-1)9=0,所以展开式的各项系数之和为0.答案:011.⎝⎛⎭⎫x +1x +15展开式中的常数项为________. 解析:⎝⎛⎭⎫x +1x +15展开式的通项公式为T r +1=C r 5·⎝⎛⎭⎫x +1x 5-r .令r =5,得常数项为C 55=1,令r =3,得常数项为C 35·2=20,令r =1,得常数项为C 15·C 24=30,所以展开式中的常数项为1+20+30=51.答案:5112.已知⎝⎛⎭⎪⎫x +124x n的展开式中,前三项的系数成等差数列.(1)求n ;(2)求展开式中的有理项; (3)求展开式中系数最大的项.解:(1)由二项展开式知,前三项的系数分别为C 0n ,12C 1n ,14C 2n , 由已知得2×12C 1n =C 0n +14C 2n ,解得n =8(n =1舍去). (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫x +124x 8的展开式的通项T r +1=C r 8(x )8-r ·⎝ ⎛⎭⎪⎫124x r =2-r C r 8x 4-3r 4(r =0,1,…,8),要求有理项,则4-3r 4必为整数,即r =0,4,8,共3项,这3项分别是T 1=x 4,T 5=358x ,T 9=1256x 2. (3)设第r +1项的系数a r +1最大,则a r +1=2-r C r 8,则a r +1a r =2-r C r 82-(r -1)C r -18=9-r 2r≥1, a r +1a r +2=2-r C r 82-(r +1)C r +18=2(r +1)8-r ≥1, 解得2≤r ≤3.当r =2时,a 3=2-2C 28=7,当r =3时,a 4=2-3C 38=7,因此,第3项和第4项的系数最大,B 级1.在二项式⎝⎛⎭⎫x -1x n 的展开式中恰好第五项的二项式系数最大,则展开式中含有x 2项的系数是( )A.35B.-35C.-56D.56解析:选C 由于第五项的二项式系数最大,所以n =8.所以二项式⎝⎛⎭⎫x -1x 8展开式的通项公式为T r +1=C r 8x 8-r (-x -1)r =(-1)r C r 8x 8-2r ,令8-2r =2,得r =3,故展开式中含有x 2项的系数是(-1)3C 38=-56.2.已知C 0n -4C 1n +42C 2n -43C 3n +…+(-1)n 4n C n n =729,则C 1n +C 2n +…+C n n 的值等于( )A.64B.32C.63D.31解析:选C 因为C 0n -4C 1n +42C 2n -43C 3n +…+(-1)n 4n C n n =729,所以(1-4)n =36,所以n =6,因此C 1n +C 2n +…+C n n =2n -1=26-1=63.3.(2019·济南模拟)⎝⎛⎭⎫x -a x ⎝⎛⎭⎫2x -1x 5的展开式中各项系数的和为2,则该展开式中含x 4项的系数为________.解析:令x =1,可得⎝⎛⎭⎫x -a x ⎝⎛⎭⎫2x -1x 5的展开式中各项系数的和为1-a =2,得a =-1,则⎝⎛⎭⎫x +1x ⎝⎛⎭⎫2x -1x 5展开式中含x 4项的系数即是⎝⎛⎭⎫2x -1x 5展开式中的含x 3项与含x 5项系数的和.又⎝⎛⎭⎫2x -1x 5展开式的通项为T r +1=C r 5(-1)r ·25-r ·x 5-2r ,令5-2r =3,得r =1,令5-2r =5,得r =0,将r =1与r =0分别代入通项,可得含x 3项与含x 5项的系数分别为-80与32,故原展开式中含x 4项的系数为-80+32=-48.答案:-484.设复数x =2i 1-i(i 是虚数单位),则C 12 019x +C 22 019x 2+C 32 019x 3+…+C 2 0192 019x 2 019=( ) A.iB.-iC.-1+iD.-i -1解析:选D 因为x =2i 1-i =2i (1+i )(1-i )(1+i )=-1+i ,所以C 12 019x +C 22 019x 2+C 32 019x 3+…+C 2 0192 019x 2 019=(1+x )2 019-1=(1-1+i)2 019-1=i 2 019-1=-i -1. 5.已知(x +2)9=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 9x 9,则(a 1+3a 3+5a 5+7a 7+9a 9)2-(2a 2+4a 4+6a 6+8a 8)2的值为( )A.39B.310C.311D.312解析:选D 对(x +2)9=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 9x 9两边同时求导,得9(x +2)8=a 1+2a 2x +3a 3x 2+…+8a 8x 7+9a 9x 8,令x =1,得a 1+2a 2+3a 3+…+8a 8+9a 9=310,令x =-1,得a 1-2a 2+3a 3-…-8a 8+9a 9=32.所以(a 1+3a 3+5a 5+7a 7+9a 9)2-(2a 2+4a 4+6a 6+8a 8)2=(a 1+2a 2+3a 3+…+8a 8+9a 9)(a 1-2a 2+3a 3-…-8a 8+9a 9)=312.6.设a =⎠⎛012x d x ,则二项式⎝⎛⎭⎫ax 2-1x 6展开式中的常数项为________. 解析:a =⎠⎛01 2x d x =x 2⎪⎪⎪10=1,则二项式⎝⎛⎭⎫ax 2-1x 6=⎝⎛⎭⎫x 2-1x 6,其展开式的通项公式为T r +1=C r 6(x 2)6-r ·⎝⎛⎭⎫-1x r =(-1)r C r 6x 12-3r ,令12-3r =0,解得r =4.所以常数项为(-1)4C 46=15. 答案:15。
二项式定理知识点及题型归纳总结知识点精讲一、二项式定理()nn n r r n r n n n n n nb a C b a C b a C b a C b a 01100+⋯++⋯++=+--()*Nn ∈.展开式具有以下特点: (1)项数:共1+n 项.(2)二项式系数:依次为组合数nn n n n C C C C ,⋯,,,21.(3)每一项的次数是一样的,都为n 次,展开式依a 的降幂、b 的升幂排列展开.特别地,()nn n n n n x C x C x C x +⋯+++=+22111.二、二项式展开式的通项(第1+r 项)二项式展开的通项为r r n r n r b a C T -+=1().,,3,2,1,0n r ⋯=.其中rn C 的二项式系数.令变量(常用x )取1,可得1+r T 的系数.注 通项公式主要用于求二项式展开式的指数、满足条件的项数或系数、展开式的某一项或系数.在应用通项公式时要注意以下几点: ①分清r rn rn b aC -是第1+r 项,而不是第r 项;②在通项公式r r n r n r b a C T -+=1中,含n r b a C T rn r ,,,,,1+这6个参数,只有n r b a ,,,是独立的,在未知n r ,的情况下利用通项公式解题,一般都需要先将通项公式转化为方程组求n 和r . 三、二项式展开式中的系数 (1)二项式系数与项的系数二项式系数仅指nn n n n C C C C ,⋯,,,21而言,不包括字母b a ,所表示的式子中的系数.例如:()nx +2的展开式中,含有r x 的项应该是n r n r n r x C T -+=21,其中r n C 叫做该项的二项式系数,而rx 的系数应该是r n r n C -2(即含r x 项的系数).(2)二项式系数的性质①在二项式展开式中,与首末两端“等距离”的两项的二项式系数相等,即22110,,--===n n n n n n n n n C C C C C C ,…,r n n r n C C -=.②二项展开式中间项的二项式系数最大.如果二项式的幂指数n 是偶数,中间项是第12+n 项,其二项式系数n n C 2最大;如果二项式的幂指数n是奇数,中间项有两项,即为第21+n 项和第121++n 项,它们的二项式系数21-n n C 和21+n n C 相等并且最大. (3)二项式系数和与系数和 ①二项式系数和011+12n nnn n n C C C ++⋯+==() .奇数项二项式系数和等于偶数项二项式系数和,02413512n n n n n n n C C C C C C -+++⋯=+++⋯=即 .②系数和求所有项系数和,令1x =;求变号系数和,令1x =-;求常数项,令0x =。
题型归纳及思路提示题型1 二项式定理展开式的应用思路提示 对二项展开式的认识不仅要关注展开式中对各项的特点,更重要的是要理解等式两边的关系,右边是左边n 个因式a b +积的结果,而左边是右边各项和的结果,这就为此类问题的解决提供了思考的方向和解决的思路。
例12.30 用计数原理证明:()011222nn n n n r n n r n n rn n na b c a c a b c b c b c a b a ---+=++++++ (),0,1,2,,n N r n *∈=⋯.解析: ()()()()nn a b a b a b a b +=+++个,其展开式的通项为n r r r A a b -,是由n 个()a b +中的()n r -个()a b +中每一个取a ,r 个()a b +中每一个取b 相乘取得的,这样的取法(只需从r 个()a b +中取b ,自然剩余()n r -个()a b +中取a )共有r n C 种,即rr n A C = ()0,1,2,r n =⋯.故 ()011222nn n n n r n n r n n rn n na b c a c ab c b c b c a b a ---+=++++++变式1 在()()()()()12345x x x x x -----的展开式中,x 的系数为( ) A. 15- B. 85 C. 120- D. 274变式2 在()5242x x ++的展开式中,x 的系数为________(用数字作答).变式3 512x x ⎛+ ⎝ 的展开式中整理后的常数项为_________(用数字作答).题型2 二项展开式通项的应用 思路提示二项展开式的通项从微观角度反映了二项展开式的全貌,是展开式的缩影,它可以用于求二项展开式的任意指定项及其系数等。
例12.31 (1)()522121x x ⎛⎫+- ⎪⎝⎭的展开式的常数项是( )A. 3-B. 2-C. 2D. 3(2)((3511+展开式中x 的系数为( )A. 4-B. 2-C. 2D. 4解析:(1)利用计数原理求解,当左边因式取2,所得常数项为()555212C -=-,当左边因式取2x , 所得常数项为4515C ⋅=,故展开式中常数项为253-+= ,故选D .(3211128x +=++()(511510105x x x -=-+ .故((3511+展开式中含x 的项()1101122x x x ⨯-+⨯= .故选C .变式1 ()()10211xx -+展开式中5x 的系数为_________。
变式2 (10611⎛⎝展开式中的常数项为_____________。
变式3 已知()2311nx x x x ⎛⎫+++ ⎪⎝⎭的展开式中没有常数项,n N *∈,且28n ≤≤,n =_____.例12.32 (1)求证:()222,3nn n N n ≥+∈≥ .(2)求证:()12132,nn n N n *⎛⎫<+<≥∈ ⎪⎝⎭.解析 (1)因为()01211n n nn n n C C C =+=++⋯+,又3n ≥,n N *∈,所以()11n+展开式至少有4项,即 01-101-1++222n n n nn n n n n n n n n C C C C C C C n C ≥=++⋯++++=.证毕.(2)首先2n ≥,显然有()()()122231121111111!1111+2!3!!nn n n n n nn n n n n n C C C n n n n n n n n ---⎛⎫+=+++⋯++=+⋅+⋅+⋅ ⎪⎝⎭()1111111112332!3!!12231n n nn <++++⋯+<+++⋯+=-<⨯⨯- ;同时1111111112nn n nn n c c C n n n n ⎛⎫+=++⋯+>+= ⎪⎝⎭ (至少有3项),故有()12132,nn n N n *⎛⎫<+<≥∈ ⎪⎝⎭. 变式1 ,a b R ∈,0,a b n N *+≥∈.求证:22nn n a b a b ++⎛⎫≥ ⎪⎝⎭.变式2 求证:()()()()21221n n nn n n n N *+≥+-∈ .变式3 对于n N *∈,求证:111111nn n n +⎛⎫⎛⎫+<+ ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭.例12.33 (1)9a x ⎛ ⎝展开式中3x 的系数为94,a =________.(2)8的展开式中常数项为( )A.3516B.358 C.354D.105解析 (1)919r rrr a T c x -+⎛⎛⎫=⎪ ⎝⎭⎝,令x=1得系数为99rr rc a -⎛ ⎝,x 的幂=()9399221rr r rr x x xx ----⎛⎫=⋅= ⎪⎝⎭⇒399219rr r rr T C a x--+⎛= ⎝,由展开式中的错误!未找到引用源。
的系数为94,得99393294r r r r c a -⎧-=⎪⎪⎨⎛⎪= ⎪⎝⎩,⇒48a r =⎧⎨=⎩ 。
88284222188881112222=r rr r rrrr r r r r r rT CC x x C x C x -----+⎛⎫=⋅=⋅⋅⋅⋅=⋅ ⎪⎝⎭(),令40r -=,得r=4,即常数项为458413528T C =⋅=.故选B 。
变式118x ⎛- ⎝的展开式中含15x 的项的系数为____________(用数字作答)。
变式 2设二项式6x ⎛ ⎝(0a >)的展开式中3x 的系数为A ,常数项为B ,若B=4A ,则a 的值为___________。
变式 3 ()10x y -展开式中37x y 与73x y 的系数和为____________(用数字作答)。
例12.34()20x +展开式中系数为有理数的项共有________项。
解析:)20120rrrr T C x-+==错误!未找到引用源。
(0,1,2,20r =)依题意,r 为4的整数倍,0,4,8,12,16,20r =.故展开式中系数为有理项的项共有6项。
变式1n⎫的第三项和第二项系数之比为11:2,求展开式中有理项有多少个? 变式2 (51a =+,a b 为有理数),则a b +=( )A. 45B. 55C. 70D. 80变式3 1nx ⎛⎫ ⎪⎝⎭ 展开式中存在常数项,正整数n 的最小值为__________.题型3 二项展开式的系数和问题 思路提示有关系数和的问题不仅要注意二项式系数和的结果,重要的是研究二项式系数所用的方法即赋值法,这里就需要读者根据题目结合已知条件进行赋值。
例12.35 已知()712x -=270127a a x a x a x +++.求(1)127a a a ++⋯+; (2)1357a a a a +++; (3)0246a a a a +++; (4)017a a a ++⋯+.解析 令1x =,则01271a a a a ++⋯++=-①令1x =-,则7012345673a a a a a a a a -+-+-+-=.② (1)因为0071a c ==,所以127a a a ++⋯+=2-.(2)(①-②)÷2得1357a a a a +++=1094-.(3) (①+②)错误!未找到引用源。
得02461093a a a a +++=(4) 解法一:因为展开式中0246,,,a a a a 大于零,而1357,,,a a a a 小于零,所以017a a a ++⋯+=(0246a a a a +++)-(1357a a a a +++)=2187.解法二:017a a a ++⋯+即为展开式()712x +中各项的系数和,故只需要对()712x +中令1x =即可得017a a a ++⋯+的值等于73=2187.评注: 求关于展开式中的系数和问题,往往根据展开式的特点给其中字母一些特殊的数值,如1,-1等,此即赋值法。