2014届高三数学总复习 11.3二项式定理教案 新人教A版
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(新人教A版选修2-3)二项式定理教案13二项式定理学习目标:1 掌握二项式定理和二项式系数的性质。
2能灵活运用展开式、通项公式、二项式系数的性质解题学习重点:如何灵活运用展开式、通项公式、二项式系数的性质解题学习难点:如何灵活运用展开式、通项公式、二项式系数的性质解题授类型:新授时安排:1时教具:多媒体、实物投影仪教学过程:一、复习引入:1.二项式定理及其特例:(1),(2)2.二项展开式的通项公式:3.求常数项、有理项和系数最大的项时,要根据通项公式讨论对的限制;求有理项时要注意到指数及项数的整数性4 二项式系数表(杨辉三角)展开式的二项式系数,当依次取…时,二项式系数表,表中每行两端都是,除以外的每一个数都等于它肩上两个数的和.二项式系数的性质:展开式的二项式系数是,,,…,.可以看成以为自变量的函数,定义域是,例当时,其图象是个孤立的点(如图)(1)对称性.与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等(∵).直线是图象的对称轴.(2)增减性与最大值:当是偶数时,中间一项取得最大值;当是奇数时,中间两项,取得最大值.(3)各二项式系数和:∵,令,则二、讲解范例:例1.设,当时,求的值解:令得:,∴,点评:对于,令即可得各项系数的和的值;令即,可得奇数项系数和与偶数项和的关系例2.求证:.证(法一)倒序相加:设①又∵②∵,∴,由①+②得:,∴,即.(法二):左边各组合数的通项为,∴.例3.已知:的展开式中,各项系数和比它的二项式系数和大.(1)求展开式中二项式系数最大的项;(2)求展开式中系数最大的项解:令,则展开式中各项系数和为,又展开式中二项式系数和为,∴,.(1)∵,展开式共项,二项式系数最大的项为第三、四两项,∴,,(2)设展开式中第项系数最大,则,∴,∴,即展开式中第项系数最大,.例4.已知,求证:当为偶数时,能被整除分析:由二项式定理的逆用化简,再把变形,化为含有因数的多项式∵,∴,∵为偶数,∴设(),∴(),当= 时,显然能被整除,当时,()式能被整除,所以,当为偶数时,能被整除三、堂练习:1.展开式中的系数为,各项系数之和为.2.多项式()的展开式中,的系数为3.若二项式()的展开式中含有常数项,则的最小值为()A4 B 6 D84.某企业欲实现在今后10年内年产值翻一番的目标,那么该企业年产值的年平均增长率最低应()A低于%B在%~6%之间在6%~8%之间D在8%以上.在的展开式中,奇数项之和为,偶数项之和为,则等于()A0 B D6.求和:.7.求证:当且时,.8.求的展开式中系数最大的项答案:1 4, 0 2 0 .提示:3 B4 D 67 (略) 8四、小结:二项式定理体现了二项式的正整数幂的展开式的指数、项数、二项式系数等方面的内在联系,涉及到二项展开式中的项和系数的综合问题,只需运用通项公式和二项式系数的性质对条进行逐个节破,对于与组合数有关的和的问题,赋值法是常用且重要的方法,同时注意二项式定理的逆用五、后作业:1.已知展开式中的各项系数的和等于的展开式的常数项,而展开式的系数的最大的项等于,求的值答案:2.设求:①②.答案:①;②3.求值:.答案:4.设,试求的展开式中:(1)所有项的系数和;(2)所有偶次项的系数和及所有奇次项的系数和答案:(1);(2)所有偶次项的系数和为;所有奇次项的系数和为六、板书设计(略)七、后记:。
第三节 二项式定理二项式定理的应用(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. 知识点一 二项式定理 1.定理公式(a +b )n =C 0n a n +C 1n a n -1b +…+C k n a n -k b k +…+C n nb n (n ∈N *)叫作二项式定理. 2.通项T k +1=C k n an -k b k为展开式的第k +1项. 易误提醒 (1)二项式的通项易误认为是第k 项实质上是第k +1项.(2)(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相同的,所以公式中的第一个量a 与第二个量b 的位置不能颠倒.(3)通项是T k +1=C k n an -k b k (k =0,1,2,…,n ).其中含有T k +1,a ,b ,n ,k 五个元素,只要知道其中四个即可求第五个元素.[自测练习]1.⎝⎛⎭⎫2x -1x 6的展开式中常数项为________. 解析:由题意可知常数项为C 46(2x )2⎝⎛⎭⎫-1x 4=60. 答案:602.⎝⎛⎭⎪⎫x -124x 8的展开式中的有理项共有________项. 解析:∵T r +1=C r 8(x )8-r ⎝ ⎛⎭⎪⎫-124x r =⎝⎛⎭⎫-12r C r 8x 16-3r 4∴r 为4的倍数,故r =0,4,8共3项. 答案:3知识点二 二项式系数与项的系数 1.二项式系数与项的系数 (1)二项式系数二项展开式中各项的系数C k n (k ∈{0,1,…,n })叫作二项式系数. (2)项的系数项的系数是该项中非字母因数部分,包括符号等,与二项式系数是两个不同的概念.2.二项式系数的性质性质内容对称性与首末两端等距离的两个二项式系数相等,即C m n=C n-mn增减性当k<n+12时,二项式系数逐渐增大;当k>n+12时,二项式系数逐渐减小最大值当n是偶数时,中间一项⎝⎛⎭⎫第n2+1项的二项式系数最大,最大值为Cn2n;当n 是奇数时,中间两项⎝⎛第n-12+1项和⎭⎫第n+12+1项的二项式系数相等,且同时取得最大值,最大值为Cn-12n或Cn+12n3.各二项式系数的和(a+b)n的展开式的各个二项式系数的和等于2n,即C0n+C1n+C2n+…+C k n+…+C n n=2n.二项展开式中,偶数项的二项式系数的和等于奇数项的二项式系数的和,即C1n+C3n+C5n+…=C0n+C2n+C4n+…=2n-1.易误提醒二项式系数与展开式项的系数的异同:在T k+1=C k n a n-k b k中,C k n就是该项的二项式系数,它与a,b的值无关;T k+1项的系数指化简后除字母以外的数,如a=2x,b=3y,T k+1=C k n2n-k·3k x n-k y k,其中C k n2n-k3k就是T k +1项的系数.[自测练习]3.(2015·高考四川卷)在(2x-1)5的展开式中,含x2的项的系数是________.(用数字填写答案).解析:由二项展开式的通项T r+1=C r5(2x)5-r(-1)r(r=0,1,…,5)知,当r=3时,T4=C35(2x)5-3(-1)3=-40x2,所以含x2的项的系数是-40.答案:-404.C0n+3C1n+5C2n+…+(2n+1)C n n=________.解析:设S=C0n+3C1n+5C2n+…+(2n-1)·C n-1n+(2n+1)C n n,∴S=(2n+1)C n n+(2n-1)C n-1n+…+3C1n+C0n,∴2S=2(n+1)(C0n+C1n+C2n+…+C n n)=2(n+1)·2n,∴S=(n+1)·2n.答案:(n +1)·2n考点一 二项展开式中特定项与系数问题|1.(2016·海淀模拟)⎝⎛⎭⎫x 2-2x 3的展开式中的常数项为( ) A .12 B .-12 C .6D .-6解析:由题意可得,二项展开式的通项为T r +1=C r 3·(x 2)3-r ⎝⎛⎭⎫-2x r =(-2)r C r 3x 6-3r ,令6-3r =0,得r =2,∴⎝⎛⎭⎫x 2-2x 3的展开式中的常数项为T 2+1=(-2)2C 23=12,故选A. 答案:A2.(2015·高考安徽卷)⎝⎛⎭⎫x 3+1x 7的展开式中x 5的系数是________.(用数字填写答案) 解析:由题意知,展开式的通项为T r +1=C r 7(x 3)7-r ⎝⎛⎭⎫1x r =C r 7x 21-4r ,令21-4r =5,则r =4,∴T 5=C 47x 5=35x 5,故x 5的系数为35.答案:353.若⎝⎛⎭⎫1x -x x n 展开式中含有x 2项,则n 的最小值是________.解析:⎝⎛⎭⎫1x -x x n 的展开式的通项是T r +1=C r n ·⎝⎛⎭⎫1x n -r ·(-x x )r =C r n ·(-1)r ·x 52r -n .依题意得,关于r 的方程52r -n =2,即r =2×(n +2)5有正整数解;又2与5互质,因此n +2必是5的倍数,即n +2=5k ,n =5k -2,n 的最小值是3.答案:3求二项展开式中的指定项,一般是利用通项公式进行化简通项公式后,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r +1,代回通项公式即可.考点二 二项式系数性质与各项系数和问题|(1)若⎝⎛⎭⎫x +2x 2n 展开式中只有第6项的二项式系数最大,则展开式的常数项是( )A .360B .180C .90D .45(2)若a 1(x -1)4+a 2(x -1)3+a 3(x -1)2+a 4(x -1)+a 5=x 4,则a 2+a 3+a 4=________. [解析] (1)展开式中只有第6项的二项式系数最大,则展开式总共11项,所以n =10, 通项公式为T r +1=C r 10(x )10-r ·⎝⎛⎭⎫2x 2r =C r 102r x 5-52r , 所以r =2时,常数项为180.(2)x 4=[(x -1)+1]4=C 04(x -1)4+C 14(x -1)3+C 24(x -1)2+C 34(x -1)+C 44,对照a 1(x -1)4+a 2(x -1)3+a 3(x -1)2+a 4(x -1)+a 5=x 4得a 2=C 14,a 3=C 24,a 4=C 34,所以a 2+a 3+a 4=C 14+C 24+C 34=14.[答案] (1)B (2)14(1)赋值法研究二项式的系数和问题“赋值法”普遍适用于恒等式,是一种重要的方法,对形如(ax +b )n 、(ax 2+bx +c )m (a ,b ∈R )的式子求其展开式的各项系数之和,常用赋值法,只需令x =1即可;对形如(ax +by )n (a ,b ∈R )的式子求其展开式的各项系数之和,只需令x =y =1即可.(2)二项式系数最大项的确定方法(1)如果n 是偶数,则中间一项⎝⎛⎭⎫第⎝⎛⎭⎫n 2+1项的二项式系数最大. (2)如果n 是奇数,则中间两项⎝⎛⎭⎫第n +12项与第⎝⎛⎭⎫n +12+1项的二项式系数相等并最大.(2015·成都一中模拟)设(x 2+1)(2x +1)9=a 0+a 1(x +2)+a 2(x +2)2+…+a 11(x +2)11,则a 0+a 1+a 2+…+a 11的值为( )A .-2B .-1C .1D .2解析:令等式中x =-1可得a 0+a 1+a 2+…+a 11=(1+1)(-1)9=-2,故选A. 答案:A考点三 多项式展开式中特定项或系数问题|在高考中,常常涉及一些多项式二项式问题,主要考查学生的化归能力,归纳起来常见的命题角度有:1.几个多项式和的展开式中的特定项(系数)问题. 2.几个多项式积的展开式中的特定项(系数)问题. 3.三项展开式中的特定项(系数)问题.探究一几个多项式和的展开式中的特定项(系数)问题1.(2016·商丘月考)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.121C.-74 D.-121解析:展开式中含x3项的系数为C35(-1)3+C36(-1)3+C37(-1)3+C38(-1)3=-121.答案:D探究二几个多项式积的展开式中的特定项(系数)问题2.(2015·高考全国卷Ⅱ)(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:法一:直接将(a+x)(1+x)4展开得x5+(a+4)x4+(6+4a)x3+(4+6a)x2+(1+4a)x +a,由题意得1+(6+4a)+(1+4a)=32,解得a=3.法二:(1+x)4展开式的通项为T r+1=C r4x r,由题意可知,a(C14+C34)+C04+C24+C44=32,解得a=3.答案:3探究三三项展开式中特定项(系数)问题3.(2015·高考全国卷Ⅰ)(x2+x+y)5的展开式中,x5y2的系数为()A.10 B.20C.30 D.60解析:(x2+x+y)5=[(x2+x)+y]5的展开式中只有C25(x2+x)3y2中含x5y2,易知x5y2的系数为C25C13=30,故选C.答案:C(1)对于几个多项式和的展开式中的特定项(系数)问题,只需依据二项展开式的通项,从每一项中分别得到特定的项,再求和即可.(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.(3)对于三项式问题一般先变形化为二项式再解决.30.一般与特殊的思想在二项式问题中的应用(赋值法)【典例】若(2x+3)4=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4,则(a0+a2+a4)2-(a1+a3)2的值是________.[思维点拨] 要求解的问题与二项式系数有关考虑赋值法,令x =±1,可求得奇数项与偶数项系数之和.[解析] 令x =1,得a 0+a 1+a 2+a 3+a 4=(2+3)4,① 令x =-1,得a 0-a 1+a 2-a 3+a 4=(-2+3)4.②故(a 0+a 2+a 4)2-(a 1+a 3)2=(a 0+a 2+a 4+a 1+a 3)(a 0+a 2+a 4-a 1-a 3)=(2+3)4×(-2+3)4=(3-4)4=1.[答案] 1[方法点评] 赋值法是求展开式中的系数与系数和的常用方法,注意所赋的值要有利于问题的解决,可以取一个或几个值,常赋的值为0,±1.一般地,若f (x )=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a n x n ,则f (x )的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. [跟踪练习] 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:364A 组 考点能力演练1.若⎝⎛⎭⎫x 2-1x n 的展开式中的所有二项式系数之和为512,则该展开式中常数项为( ) A .-84 B .84 C .-36D .36解析:由二项式系数之和为2n =512,得n =9.又T r +1=(-1)r C r 9x18-3r , 令18-3r =0,得r =6,故常数项为T 7=84.故选B. 答案:B2.已知(1+ax )(1+x )5的展开式中x 2的系数为5,则a =( ) A .-4 B .-3 C .-2D .-1解析:(1+x )5中含x 与x 2的项为T 2=C 15x =5x ,T 3=C 25x 2=10x 2,∴x 2的系数为10+5a =5,∴a =-1.答案:D3.(2016·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 2B .20x 3C .21x 3D .35x 3解析:∵(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.答案:B4.(2016·西城一模)若⎝⎛⎭⎪⎫3x -13x 2m 的展开式中二项式系数之和为128,则展开式中1x 3的系数是( )A .21B .-21C .7D .-7解析:∵2m =128,∴m =7,∴展开式的通项T r +1=C r 7(3x )7-r ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-13x 2r =C r 737-r (-1)r x 7-5r3, 令7-53r =-3,解得r =6,∴1x 3的系数为C 6737-6(-1)6=21,故选A. 答案:A5.(2016·广州调研)已知a =2⎠⎛0πcos ⎝⎛⎭⎫x +π6d x ,则二项式⎝⎛⎭⎫x 2+ax 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,展开式的通项为T r +1=C r 5(-2)r x 10-3r ,令10-3r =1,则r =3,T 4=C 35(-2)3x =-80x.答案:D6.⎝⎛⎭⎫x -12x 6的展开式中常数项为________. 解析:⎝⎛⎭⎫x -12x 6的通项为T k +1=C k 6x 6-k ⎝⎛⎭⎫-12x k =⎝⎛⎭⎫-12k C k 6x 6-2k ,令6-2k =0,得k =3,故展开式中常数项为-52.答案:-527.(2015·高考天津卷)在⎝⎛⎭⎫x -14x 6的展开式中,x 2的系数为________. 解析:二项式⎝⎛⎭⎫x -14x 6展开式的第r +1项为T r +1=C r 6x 6-r ·⎝⎛⎭⎫-14r x -r =C r 6⎝⎛⎭⎫-14r x 6-2r ,令6-2r =2,解得r =2,故x 2的系数为C 26⎝⎛⎭⎫-142=1516. 答案:15168.若(1-2x)2 015=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 2 015x 2 015,则a 12+a 222+…+a 2 01522 015=________.解析:当x 0=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 01522 015∴0=1+a 12+a 222+…+a 2 01522 015∴a 12+a 222+…+a 2 01522 015=-1 答案:-19.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T r +1=C r5⎝⎛⎭⎫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,∴a = 3.10.(1)求证:1+2+22+…+25n -1(n ∈N *)能被31整除;(2)求S =C 127+C 227+…+C 2727除以9的余数.解:(1)证明:∵1+2+22+…+25n -1=25n -12-1=25n -1=32n -1=(31+1)n -1=C 0n ×31n +C 1n ×31n -1+…+C n -1n ×31+C n n -1 =31(C 0n ×31n -1+C 1n ×31n -2+…+C n -1n ), 显然C 0n ×31n -1+C 1n ×31n -2+…+C n -1n 为整数,∴原式能被31整除.(2)S =C 127+C 227+…+C 2727=227-1=89-1=(9-1)9-1=C 09×99-C 19×98+…+C 89×9-C 99-1=9(C 09×98-C 19×97+…+C 89)-2. ∵C 09×98-C 19×97+…+C 89是整数,∴S 被9除的余数为7.B 组 高考题型专练1.(2014·高考湖北卷)若二项式⎝⎛⎭⎫2x +a x 7的展开式中1x 3的系数是84,则实数a =( ) A .2 B.54 C .1D.24解析:T r +1=C r 7·(2x )7-r ·⎝⎛⎭⎫a x r =27-r C r 7a r ·1x 2r -7.令2r -7=3,则r =5.由22·C 57a 5=84得a =1,故选C.答案:C2.(2014·高考四川卷)在x (1+x )6的展开式中,含x 3项的系数为( )A .30B .20C .15D .10解析:在(1+x )6的展开式中,含x 2的项为T 3=C 26·x 2=15x 2,故在x (1+x )6的展开式中,含x 3的项的系数为15.答案:C3.(2015·高考湖北卷)已知(1+x )n 的展开式中第4项与第8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:因为(1+x )n 的展开式中第4项与第8项的二项式系数相等,所以C 3n =C 7n,解得n =10,所以二项式(1+x )10的展开式中奇数项的二项式系数和为12×210=29.答案:A4.(2015·高考广东卷)在(x -1)4的展开式中,x 的系数为________. 解析:由题意得T r +1=C r 4(x )4-r (-1)r =(-1)r C r 4·x 4-r 2,令4-r2=1,得r =2,所以所求系数为(-1)2C 24=6.答案:65.(2013·高考浙江卷)设二项式⎝⎛⎭⎪⎫x -13x 5的展开式中常数项为A ,则A =________.解析:展开式通项为T r +1=C r 5·(x )5-r⎝⎛⎭⎪⎫-13x r =C r 5(-1)r x 52-56r .令52-56r =0,得r =3, 当r =3时,T 4=C 35(-1)3=-10.故A =-10.答案:-10。
10.7 二项式定理考纲传真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.1.二项式定理(1)(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 *). (2)第r +1项,T r +1=C r n an -r b r. (3)第r +1项的二项式系数为C r n . 2.二项式系数的性质(1)0≤k ≤n 时,C k n 与C n -k n 的关系是C k n =C n -k n .(2)二项式系数先增后减中间项最大且n 为偶数时第n2+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 -1.1.(人教A 版教材习题改编)(1+x )6的展开式中,二项式系数最大的项是( ) A .20x 3 B .15x 2 C .15x 4 D .x 6『解析』 二项展开式中间一项(第4项)的二项式系数最大,∴T 4=C 36x 3=20x 3.『答案』 A2.(2012·天津高考)在(2x 2-1x )5的二项展开式中,x 的系数为( )A .10B .-10C .40 D.-40『解析』 因为T r +1=C r 5(2x 2)5-r (-1x)r=C r 525-r x 10-2r(-1)r x -r =C r 525-r (-1)r x 10-3r,令10-3r =1,所以r =3,所以x 的系数为C 3525-3(-1)3=-40. 『答案』 D3.若(3x -1)7=a 7x 7+a 6x 6+…+a 1x +a 0,则a 7+a 6+…+a 1的值为( ) A .1 B .129 C .128 D .127『解析』 令x =1得a 0+a 1+…+a 7=128.令x =0得a 0=(-1)7=-1,∴a 1+a 2+a 3+…+a 7=129. 『答案』 B4.(2012·陕西高考)(a +x )5展开式中x 2的系数为10,则实数a 的值为________.『解析』 (a +x )5的展开式的通项公式为T r +1=C r 5a 5-r x r . 当r =2时,由题意知C 25a 3=10,∴a 3=1,∴a =1.『答案』 15.(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』 T r +1=C r n (3x )r =3r C r n x r . 由已知条件35C 5n =36C 6n ,即C 5n =3C 6n .n !5!(n -5)!=3n !6!(n -6)!,整理得n =7.『答案』 7(见学生用书第201页)通项公式及其应用已知在(3x -123x )n 的展开式中,第6项为常数项.(1)求含x 2的项的系数; (2)求展开式中所有的有理项.『思路点拨』 (1)写出通项T r +1,先求n ,再求含x 2的项的系数.(2)寻找使x 的指数为整数的r 值,从而确定有理项.『尝试解答』 (1)(3x -123x )n 的展开式的通项为T r +1=C r n x n -r 3(-12)r x -r 3=C r n (-12)rx n -2r3.因为第6项为常数项,所以r =5时,有n -2r3=0,即n =10.令n -2r 3=2,得r =12(n -6)=12×(10-6)=2, ∴含x 2的项的系数为C 210(-12)2=454. (2)根据通项公式,由题意10-2r 3∈Z ,且0≤r ≤10.令10-2r 3=k (k ∈Z ),则10-2r =3k ,即r =5-32k . ∵r ∈N ,∴k 应为偶数.∴k 可取2,0,-2,即r 可取2,5,8.所以第3项,第6项和第9项为有理项,它们分别为C 210(-12)2x 2,C 510(-12)5,C 810(-12)8x -2.,1.解此类问题可以分两步完成:第一步是根据所给出的条件(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 );第二步是根据所求的指数,再求所求解的项.2.有理项是字母指数为整数的项.解此类问题必须合并通项公式中同一字母的指数,根据具体要求,令其为整数,再根据数的整除性来求解.(1)(2012·浙江高考)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=________.(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)f (x )=x 5=(1+x -1)5,它的通项为T r +1=C r 5(1+x )5-r ·(-1)r , T 3=C 25(1+x )3(-1)2=10(1+x )3,∴a 3=10.(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)10 (2)2二项展开式的系数与二项式系数(1)(2013·厦门模拟)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 2B .20x 3C .21x 3D .35x 3(2)(2012·大纲全国卷)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1x2的系数为________.『思路点拨』 (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1x2的系数. 『尝试解答』 (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)56,1.第(1)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,恰当赋特殊值代换.对于展开式中的系数和、隔项系数和、系数的绝对值和等问题,通常运用赋值法进行构造(构造出目标式).赋值时要注意根据目标式进行灵活的选择,常见的赋值方法是使字母因式的值为1,-1或目标式的值.(2013·合肥质检)设(x-1)21=a0+a1x+a2x2+…+a21x21,则(1)a10+a11=________;(2)a1+a2+…+a21=________.『解析』(1)由二项展开式知T r+1=C r21x21-r(-1)r,∴a10+a11=C1121(-1)11+C1021(-1)10=-C1121+C1021=-C1021+C1021=0.(2)令x=0,得a0=-1,令x=1得a0+a1+a2+…+a21=0,所以a1+a2+…+a21=1.『答案』(1)0(2)1二项式定理的应用(2012·湖北高考)设a∈Z,且0≤a<13,若512 012+a能被13整除,则a=() A.0B.1C.11D.12『思路点拨』注意到52能被13整除,化51为52-1,从而运用二项式定理展开512012,由条件求a的值.『尝试解答』512 012+a=(52-1)2 012+a=C02 012·522 012-C12 012·522 011+…+C2 0112 012×52·(-1)2 011+C2 0122 012·(-1)2 012+a,∵C02 012·522 012-C12 012·522 011+…+C2 0112 012×52·(-1)2 011能被13整除.且512 012+a能被13整除,∴C2 0122 012·(-1)2 012+a=1+a也能被13整除.因此a可取值12.『答案』D,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.1-90C110+902C210-903C310+…+(-1)k90k C k10+…+9010C1010除以88的余数是()A.-1B.1C.-87D.87『解析』1-90C110+902C210+…+(-1)k90k C k10+…+9010C1010=(1-90)10=8910=(88+1)10=8810+C110889+…+C91088+1∵前10项均能被88整除,∴余数是1.『答案』B一个定理二项式定理(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*)揭示二项展开式的规律,一定牢记通项公式T r+1=C r n a n-r b r.一个防范切记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.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)可求解与二项式系数有关的求值;(2)可证明不等式;(3)可证明整除问题(或求余数).三条性质1.对称性.2.增减性.3.各项二项式系数的和.(见学生用书第202页)从近两年的高考试题来看,求二项展开式中特定项及特定项的系数是考查的热点,题型为选择题或填空题,属容易题,在考查基本运算、基本概念的基础上注重考查方程思想、等价转化思想.预测2014年高考,求二项展开式的特定项和特定项的系数仍然是考查的重点,同时应注意二项式系数性质的应用.思想方法之十九 赋值法在二项展开式中的应用(2012·上海高考改编)(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 『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.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. 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. 所以(x +1x )(2x -1x )5展开式中的常数项为80-40=40.『答案』 D易错提示:(1)混淆各项系数的和与二项式系数和,难以运用赋值法正确求出a 的值. (2)对展开式中的常数项的来源构成分析不清,盲目把(x +a x )(2x -1x )5全部展开,运算繁琐,导致计算错误.防范措施:(1)二项式定理是一个恒等式,因此我们可以根据需要对变量x 进行赋值,从而得到关于参数的方程,求出参数的值.(2)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;②ax 与(2x-1x)5展开式中含x 的项相乘.1.(2013·烟台模拟)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x 的系数为( )A .-150B .150C .300D .-300 『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』 B2.(2012·安徽高考)(x 2+2)(1x 2-1)5的展开式的常数项是( )A .-3B .-2C .2D .3『解析』 二项式(1x 2-1)5展开式的通项为:T r +1=C r 5(1x 2)5-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,故选D. 『答案』 D。
《二项式定理》教学设计教学设计思想现代教学的核心是“以学生的发展为本”,注重学生的学习状态和情感体验,注重教学过程中学生主体地位的体现和主体作用的发挥,强调尊重学生人格和个性,鼓励发现、探究与质疑,鼓励培养学生的创新精神和实践能力.二项式定理这部分内容比较枯燥,如何发挥学生的主体作用,使学生自己探究学习知识、建构知识网络,是本节课教学设计的核心.我采用启发探究式教学方式:一是从实际应用问题引入课题。
这里体现了新课程的数学应用意识的理念,使学生体会到数学不仅是为了学数学,还可以学以致用,用来解决现实生活的问题.二是从特殊到一般。
面对一般问题,学生会想到从特殊情况入手,让学生自己探究n=1,2,3,4,…时二项展开式的规律,观察发现二项式定理的基本内容.三是采用小组合作、探究的方式。
小组内的同学共同归纳二项式定理的内容,由特殊推广到一般.四是教师的启发与学生的探究恰当结合。
本节课的难点在于确定二项展开式中,每一项的二项式系数,对于平行班的学生,真正能独立归纳出来,有一定的困难,教师在此时的引导启发,就显得尤为重要.本节课,学生通过对n=1,2,3,4,…时二项展开式的观察,归纳、猜想到n为任意正整数时的二项式定理内容,并真正理解二项式系数的意义。
这样设计的目的是为了让学生参与知识的发生、发展、深化的过程,学习体会应用“观察、归纳、猜想、证明”的科学思维方法的过程,提高数学修养.本节课对二项式定理特点及规律的总结和归纳,有利于学生对二项式定理的识记,同时还可以使学生体验数学公式的对称美、和谐美.学生情况分析学生为平行班学生,有一定的数学基础.学生理解组合及组合数的概念,掌握了多项式乘法的运算法则,有一定的归纳猜想能力,能顺利完成课时计划内容.学生有过探究、交流的课堂教学的尝试.教学流程框图教学诊断分析在本节内容的学习中,学生容易了解的内容是二项展开式的项数、指数和系数的规律,即项数:1+n 项;指数:字母a ,b 的指数和为n ,字母a 的指数由n 递减至0,同时,字母b 的指数由0递增至n ;二项式系数:下标为n ,上标由0递增至n ;容易产生误解的内容是:通项r r n r n r b a C T -+=1指的是第r+1项;通项的二项式系数是r n C ,与该项的系数是不同的概念(在第二课时会进行探讨)。
第十一章计数原理、随机变臺及分布列第3课时二项式走理(对应学生用书(理)169 ~ 170 页)、课前・帝应引,领JSAt;加蔘回归教材IWKilUlUXA ..........1 .(选修23 P3 2练习5改编)在(X—错误!)1。
的展开式中,X6的系数是 ________ •答案:1 890解析:T「+1 二C 错课!x 1 误!)「,令10—r 二6」二4,T5 二9C 错误!x6 二1 890x6.2・(选修2 3 P3 2练习6改编)错误! 12的展开式的常数项是________.答案:49 5解析:展开式中,1二C错误!X1 2 _「•错误!「二(_1 )「C错误!X】2_3「,当2 4时,T5二C错误!= 495为常数项.3 .(选修2 3P35习题2改编)若C错课!十C错课!十C错课!十... + C错谋!二363,则自然数n二答案:1 3解析:C错误! + C错误!十C错误! + C错误! + ... + C错误!二3 6 3十1 , C错误!十C错误! + C 错误!十...+C错误!二364 , C错误!+ C错误!十…十C错误!二…二C错误!二364 , n= 1 3 .4・(询彥2 3 P36习题1 2改编)已矢口 ( 1 —2x ) 2 3 4 5 6 7 = a0 + a】x十a2X?十…十apx,,曲0么ai +a2+ .・・+ a7 = ___ ・答案:一2解析:设f(x)二(l — 2x)7,令X二1 ,得a o + ai+ a2 +... + a7= ( 1—2 ) 7 = — 1 ,令x二0 ,彳昙3o = 1 z a 1十a 2十・・•十37 = — 1 —3o二—2・5・(选修2 3P35习题10改编)在(x + y)n的展开式中,若第七项系数最大,则n的值可能为解析:分三种情况:1若仅T7系数最大,则共有13项,n二12;2若T7与T6系数相等且最大,则共有1 2项,n= 1 1 ; 3若T?与Tg系数相等且最大,则共有1 4项,n二13,所以n的值可能等于1 1.12,13 ・、知识清单71□别-------------1.二项式定理(a + b ) n 二Cft^n + cg^anib + ... + ca&lanTb「+ ...~hCgg!bn ( nuN ).2 •二项展开式形式上的特点(1 )项数为n十1.(2 )各项的次数都等于二项式的幕指数n ,即a与b的指数的和为n.(3 )字母a按隆幕排列,从第一项开始,次数由n逐项减1直到零;字母b按升厚排列,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错误! , C错误!,—直^ C错误! , C错误!.这个公式所表示的走理叫做二项式走理右边的多项式叫做a十b『的二项展开式其中的系数£错误! (r = 0, 1 , 2…” n )叫做第r+ 1项的二项式系数.式中的C错误3—4叫做二项式展开式的第r + 1项(通项),用T「+i 表示,即展开式的第r + 1项;T“ 1二C错谋!a—.3 .二项式系数的性质(1 )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•(2 )如果二项式的寡指数是偶数,中间项的二项式系数最大;如果二项式的冨指数是奇数,中间趣的二项式系数相等并且最大•(3 )二项式系数的和等于g,即C错误WC错误H•…十C错误!二2".(4 )二项式展开式中,奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和,即C错误!十C错误! +…二C错误! + C错误! + ...= 2—1 .[备课札记]课中•技巧点拨□题根册圈题型1二项式展开式的特定项例1如果错误!错误!的展开式中,第四项和第七项的二项式系数相等,求:(1 )展开式的中间项;(2 )错误!错误!展开式中所有的有理项•解:(1 )错误!错误!展开式中,第四项和第七项的二项式系数分别是C错误! , C错误!,由C错误!二C错误!,得n二9 ,所以错误!错误!展开式的中间项为第5项和第6项,即T5= ( — 1 )代错误!( X—3 ) 4(X2 ) 5 二错误!」6 二(-1 ) 5C 错误!(X—3 ) 5(X2 ) 4 二—错误!.(2 )通项为Tr+1二C错误!(错误I)8-「错误!错误!二错误!错误!C错误!X错误!(r = 0, 1 , 2,…, 8 ),为使J1为有理项■必须r是4的倍数,所以2 0,4,8,共有三个有理项,分别是T i二错误!错误! C错误!X4二X4 , 丁5二错误!错误!C错误!X二错误!X, T9二错误!错误!C错误!X—二错误!.错误!(1 )若(1十x)n的展开式中,x3的系数是x的系数的7倍,求n;(2 )已知(ax + 1 ) 7 ( aHO )的展开式中,x3的系数是x2的系数与x4的系数的等差中项,求a ;(3 )已知(2 x + X® ) 8的展开式中,二项式系数最大的项的值等于1 120,求x.解:(1 ) C错误!二7C错误!,错误!二7n,即冲一3n—40二0.由nuN*,得n 二8 .(2 ) C 错误!a? +(2错误怕4二2(:错误怕3 , 2 la2+ 3 5a^=70a3 , a#0 J#5a2—10a+ 3 二0 a二1 士错误!.(3 ) C 错误!( 2x)4(xS)4 二1 1 20,X4(I+S)二1 ,所以x 二1 ,或lgx = —1 ,x =错误!.题型2二项式系数例2已知(x错误!十3 x2 )・的展开式中,各项系数和比它的二项式系数和大99 2 ,求:(1)展开式中二项式系数最大的项;(2 )展开式中系数最大的项•解:令X= 1 ,则展开式中各项系数和为(1十3 ) n二2 2n.又展开式中二项式系数和为2 “ ,•・・ 2 2n_2n = 992 小二5 ・(1 )・・・n二5,展开式共6项,二项式系数最大的项为第3、4两项「・丁3二C错误!( x错误!)3 (3x2 ) 2 二90x6, T4 二C 错误!(X错误!)2( 3x2 ) 3 二270X 错误!.(2 )设展开式中第r + 1项系数最大,则T r+i=C错误!(X错误!)5-( 3x2 )「二3「C错误!x错误!,・•・错误!错误!错误!「・r二4,即展开式中第5项系数最大,T5二C错误! ( X错误!)( 3x2 ) 4 = 405 X错误!.错误!已知错误!错误啲展开式中前三项的系数成等匚差数列・设错误!错误!二a。
高中数学《二项式定理》教学设计【教学设计思想】教学设计思想现代教学的核心是“以学生的发展为本”,注重学生的学习状态和情感体验,注重教学过程中学生主体地位的体现和主体作用的发挥,强调尊重学生人格和个性,鼓励发现、探究与质疑,鼓励培养学生的创新精神和实践能力.二项式定理这部分内容比较枯燥,如何发挥学生的主体作用,使学生自己探究学习知识、建构知识网络,是本节课教学设计的核心.我采用启发探究式教学方式:一是从实际应用问题引入课题。
这里体现了新课程的数学应用意识的理念,使学生体会到数学不仅是为了学数学,还可以学以致用,用来解决现实生活的问题.二是从特殊到一般。
面对一般问题,学生会想到从特殊情况入手,让学生自己探究n=1,2,3,4,…时二项展开式的规律,观察发现二项式定理的基本内容.三是采用小组合作、探究的方式。
小组内的同学共同归纳二项式定理的内容,由特殊推广到一般.四是教师的启发与学生的探究恰当结合。
本节课的难点在于确定二项展开式中,每一项的二项式系数,对于平行班的学生,真正能独立归纳出来,有一定的困难,教师在此时的引导启发,就显得尤为重要.本节课,学生通过对n=1,2,3,4,…时二项展开式的观察,归纳、猜想到n为任意正整数时的二项式定理内容,并真正理解二项式系数的意义。
这样设计的目的是为了让学生参与知识的发生、发展、深化的过程,学习体会应用“观察、归纳、猜想、证明”的科学思维方法的过程,提高数学修养.本节课对二项式定理特点及规律的总结和归纳,有利于学生对二项式定理的识记,同时还可以使学生体验数学公式的对称美、和谐美.学生情况分析学生为平行班学生,有一定的数学基础.学生理解组合及组合数的概念,掌握了多项式乘法的运算法则,有一定的归纳猜想能力,能顺利完成课时计划内容.学生有过探究、交流的课堂教学的尝试.教学流程框图实际问题,引入课题合作探究,发现规律成果交流,教师引导推广一般,内容呈现定理应用,初步体验归纳小结,巩固提高教学诊断分析在本节内容的学习中,学生容易了解的内容是二项展开式的项数、指数和系数的规律,即项数:1n 项;指数:字母a ,b 的指数和为n ,字母a 的指数由n 递减至0,同时,字母b 的指数由0递增至n ;二项式系数:下标为n ,上标由0递增至n ;容易产生误解的内容是:通项rrn r nrbaC T 1指的是第r+1项;通项的二项式系数是r nC ,与该项的系数是不同的概念(在第二课时会进行探讨)。
第三节二项式定理[考纲传真](教师用书独具)会用二项式定理解决与二项展开式有关的简单问题.(对应学生用书第173页)[基础知识填充]1.二项式定理(1)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*);(2)通项公式:T r+1=C r n a n-r b r,它表示第r+1项;(3)二项式系数:二项展开式中各项的系数C0n,C1n,…,C n n.2.二项式系数的性质与(1)(a+b)n展开式的各二项式系数和:C0n+C1n+C2n+…+C n n=2n.(2)偶数项的二项式系数的和等于奇数项的二项式系数的和,即C0n+C2n+C4n +…=C1n+C3n+C5n+…=2n-1.[基本能力自测]1.(思考辨析)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)C k n a n-k b k是(a+b)n的展开式中的第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)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.( )[解析] (1)错误.应为第k +1项.(2)错误.当a ,b 中包含数字时,系数最大的项不一定为中间一项或中间两项.(3)正确.二项式系数只与n 和项数有关.(4)错误.令x =1,可得a 7+a 6+…+a 1+a 0=27=128. [答案] (1)× (2)× (3)√ (4)×2.(教材改编)二项式⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +1x 26的展开式中,常数项的值是( ) A .240 B .60 C .192D .180A [二项式⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +1x 26展开式的通项为T r +1=C r 6(2x )6-r ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 2r=26-r C r 6x 6-3r,令6-3r =0,得r =2,所以常数项为26-2C 26=16×6×52×1=240.] 3.已知(2-x )10=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 10x 10,则a 8等于( ) A .180 B .-180 C .45D .-45A [由题意得a 8=C 81022(-1)8=180.]4.(2017·山东高考)已知(1+3x )n 的展开式中含有x 2项的系数是54,则n =________.4 [(1+3x )n 的展开式的通项为T r +1=C r n (3x )r .令r =2,得T 3=9C 2n x 2.由题意得9C 2n =54,解得n =4.]5.在⎝ ⎛⎭⎪⎫x +2x 25的展开式中,x 2的系数是________,各项系数之和为________.(用数字作答)10 243 [x 2的系数为C 15×2=10;令x =1,得各项系数之和为(1+2)5=243.](对应学生用书第173页)◎角度1 求展开式中的某一项(2018·合肥二测)在⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1x -14的展开式中,常数项为________.-5 [由题知,二项式展开式为C 04⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1x 4·(-1)0+C 14⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1x 3·(-1)+C 24⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1x 2·(-1)2+C 34⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1x ·(-1)3+C 44⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1x 0·(-1)4,则常数项为C 04·C 24-C 24·C 12+C 44=6-12+1=-5.]◎角度2 求展开式中的项的系数或二项式系数(2017·全国卷Ⅰ)⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1x 2(1+x )6展开式中x 2的系数为( ) A .15 B .20 C .30D .35C [对于⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1x 2(1+x )6,若要得到x 2项,可以在⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1x 2中选取1,此时(1+x )6中要选取含x 2的项,则系数为C 26;当在⎝⎛⎭⎪⎫1+1x 2中选取1x 2时,(1+x )6中要选取含x 4的项,即系数为C 46,所以,展开式中x 2项的系数为C 26+C 46=30,故选C .] ◎角度3 由已知条件求n 的值或参数的值(2018·云南二检)在(x -2-1x )n 的二项展开式中,若第四项的系数为-7,则n =( )A .9B .8C .7D .6B [由题意,得C 3n ⎝ ⎛⎭⎪⎫-123=-7,解得n =8,故选B .] [规律方法] 求二项展开式中的特定项的方法求二项展开式的特定项问题,实质是考查通项T k +1=C k n an -k b k 的特点,一般需要建立方程求k ,再将k 的值代回通项求解,注意k 的取值范围(k =0,1,2,…,n ).(1)第m 项:此时k +1=m ,直接代入通项;(2)常数项:即这项中不含“变元”,令通项中“变元”的幂指数为0建立方程; (3)有理项:令通项中“变元”的幂指数为整数建立方程. 特定项的系数问题及相关参数值的求解等都可依据上述方法求解.(4)求特定项或特定项的系数要多从组合的角度求解,一般用通项公式太麻烦.[跟踪训练] (1)(2017·全国卷Ⅲ)(x +y )(2x -y )5的展开式中x 3y 3的系数为( )A .-80B .-40C .40D .80(2)在⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x 2-13x n的展开式中,只有第5项的二项式系数最大,则展开式中常数项是( ) 【导学号:97190351】A .-7B .7C .-28D .28(3)(2018·西宁检测(一))若⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+a x n的展开式中,二项式系数和为64,所有项的系数和为729,则a 的值为________.(1)C (2)B (3)-4或2 [(1)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)由题意知n 2+1=5,解得n =8,⎝⎛⎭⎪⎪⎫x 2-13x 8的展开式的通项T k +1=C k 8⎝ ⎛⎭⎪⎫x 28-k⎝⎛⎭⎪⎪⎫-13x k=(-1)k 2k -8C k8x 8-43k.令8-4k3=0得k =6,则展开式中的常数项为(-1)626-8C 68=7.(3)由二项式系数和为64得2n =64,解得n =6.令x =1,得所有项的系数和为(1+a )6=729,解得a =2或a =-4.](1)已知(1+x )n 的展开式中第4项与第8项的二项式系数相等,则奇数项的二项式系数和为( )A .212B .211C .210D .29(2)(2015·全国卷Ⅱ)(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 =________.(1)D (2)3 [(1)∵(1+x )n 的展开式中第4项与第8项的二项式系数相等,∴C 3n =C 7n ,解得n =10.从而C 010+C 110+C 210+…+C 1010=210,∴奇数项的二项式系数和为C 010+C 210+…+C 1010=29.(2)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(a +1)×24=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. ②①-②,得16(a +1)=2(a 1+a 3+a 5)=2×32,∴a =3.] [规律方法] 赋值法的应用(1)对形如(ax +b )n (a ,b ∈R )的式子求其展开式各项系数之和,常用赋值法,只需令x =1即可.(2)对形如(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.(3)一般地,对于多项式(a +bx )n =a 0+a 1x +a 2x 2+…+a n x n ,令g (x )=(a +bx )n ,则(a +bx )n 展开式中各项的系数的和为g (1),(a +bx )n 展开式中奇数项的系数和为12[g (1)+g (-1)], (a +bx )n 展开式中偶数项的系数和为12[g (1)-g (-1)].[跟踪训练] (1)(2018·合肥一检)已知(ax +b )6的展开式中x 4项的系数与x 5项的系数分别为135与-18,则(ax +b )6展开式所有项系数之和为( )A .-1B .1C .32D .64(2)(2018·杭州质检)若⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -1x 2n的展开式中所有二项式系数和为64,则n =________;展开式中的常数项是________.(1)D (2)6 240 [(1)由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧C 26a 4b 2=135,C 16a 5b =-18,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =1,b =-3或⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =3,则(ax +b )6=(x -3)6,令x =1得展开式中所有项的系数和为(-2)6=64,故选D .(2)由⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -1x 2n的展开式中所有二次项系数和为64,得2n =64,n =6,则展开式第r +1项是T r +1=C r 6(2x )6-r ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1x 2r=C r 6·26-r ×(-1)r x 6-3r ,当r =2时为常数项,则常数项是C 26×24×(-1)2=15×16=240.](1)(2017·豫东名校模拟)设复数x =2i1-i(i 是虚数单位),则C 12 017x +C 22 017x 2+C 32 017x 3+…+C 2 0172 017x2 017=( ) A .i B .-i C .-1+I D .-1-i(2)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 (1)C (2)D [(1)x =2i 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=-1+i. (2)512 012+a =(52-1)2 012+a =C 02 012·522 012-C 12012·522 011+…+C 2 0112 012·52·(-1)2 011+ C 2 0122 012·(-1)2 012+a , ∵C 02 012·522 012-C 12012·522 011+…+C 2 0112 012·52·(-1)2 011能被13整除. 且512 012+a 能被13整除,∴C 20122012·(-1)2 012+a =1+a 也能被13整除. 因此a 可取值12.][规律方法] 1.逆用二项式定理的关键根据所给式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)余数是非负整数.(4)结合二项式定理得出结论.[跟踪训练] 1.028的近似值是________.(精确到小数点后三位)【导学号:97190352】1.172[1.028=(1+0.02)8≈C08+C18·0.02+C28·0.022+C38·0.023≈1.172.]。
二项式定理复习课的教学设计一、教学内容本节课的教学内容选自人教版高中数学必修一第二章《立体几何》中的二项式定理。
二项式定理是指:对于任意正整数n和实数a、b,都有(a+b)^n = C(n,0)a^n b^0 + C(n,1)a^(n1) b^1 + +C(n,n1)a^1 b^(n1) + C(n,n)a^0 b^n,其中C(n,k)表示从n个不同元素中取k个元素的组合数。
二、教学目标1. 理解二项式定理的定义及其推导过程;2. 掌握二项式定理的应用,能够运用二项式定理解决实际问题;3. 培养学生的逻辑思维能力和数学运算能力。
三、教学难点与重点1. 教学难点:二项式定理的推导过程及组合数的计算;2. 教学重点:二项式定理的应用。
四、教具与学具准备1. 教具:黑板、粉笔、投影仪;2. 学具:教材、练习本、文具。
五、教学过程1. 实践情景引入:让学生思考现实生活中存在的排队问题,如排队买票、排队就餐等,引出组合数的概念。
2. 知识回顾:复习组合数的计算公式,引导学生回顾已学的排列组合知识。
3. 二项式定理的推导:通过示例,引导学生理解二项式定理的推导过程,让学生体会数学的归纳思想。
4. 二项式定理的应用:通过例题,讲解二项式定理在实际问题中的应用,如概率计算、最值问题等。
5. 随堂练习:让学生独立完成教材中的练习题,巩固所学知识。
六、板书设计1. 二项式定理的定义;2. 二项式定理的推导过程;3. 二项式定理的应用示例;4. 组合数的计算公式。
七、作业设计1. 作业题目:教材P47练习题1、2、3;2. 答案:待学生完成作业后,教师批改并给予反馈。
八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思:本节课的教学效果,学生对二项式定理的理解和应用程度;2. 拓展延伸:引导学生思考二项式定理在更广泛领域中的应用,如计算机科学、工程学等。
重点和难点解析一、教学难点:二项式定理的推导过程及组合数的计算1. 难点解析:二项式定理的推导过程涉及到数学归纳法,学生可能对归纳法的理解和应用存在困难。
2014届高三数学总复习 11.3二项式定理教案 新人教A 版1. (选修23P 32练习5改编)在(x -3)10的展开式中,x 6的系数是________. 答案:1 890 解析:T r +1=C r10x10-r(-3)r,令10-r =6,r =4,T 5=9C 410x 6=1 890x 6.2. (选修23P 32练习6改编)⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1x 212的展开式的常数项是________.答案:495解析:展开式中,T r +1=C r12x12-r·⎝ ⎛⎭⎪⎫-1x 2r =(-1)r C r 12x 12-3r ,当r =4时,T 5=C 412=495为常数项.3. (选修23P 35习题2改编)若C 23+C 24+C 25+…+C 2n =363,则自然数n =________. 答案:13解析:C 33+C 23+C 24+C 25+…+C 2n =363+1,C 34+C 24+C 25+…+C 2n =364,C 35+C 25+…+C 2n =…=C 3n +1=364,n =13.4. (选修23P 36习题12改编)已知(1-2x)7=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 7x 7,那么a 1+a 2+…+a 7=________.答案:-2解析:设f(x)=(1-2x)7,令x =1,得a 0+a 1+a 2+…+a 7=(1-2)7=-1,令x =0,得a 0=1,a 1+a 2+…+a 7=-1-a 0=-2.5. (选修23P 35习题10改编)在(x +y)n的展开式中,若第七项系数最大,则n 的值可能为________.答案:11,12,13解析:分三种情况:① 若仅T 7系数最大,则共有13项,n =12;② 若T 7与T 6系数相等且最大,则共有12项,n =11;③ 若T 7与T 8系数相等且最大,则共有14项,n =13,所以n 的值可能等于11,12,13.1. 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做二项式定理,右边的多项式叫做(a +b)n的二项展开式,其中的系数C r n (r =0,1,2,…,n)叫做第r +1项的二项式系数.式中的C r n a n -r b r叫做二项式展开式的第r +1项(通项),用T r +1表示,即展开式的第r +1项;T r +1=C r n a n -r b r.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) 二项式的系数从C 0n ,C 1n ,一直到C n -1n ,C nn . 3. 二项式系数的性质(1) 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. (2) 如果二项式的幂指数是偶数,中间项的二项式系数最大;如果二项式的幂指数是奇数,中间两项的二项式系数相等并且最大.(3) 二项式系数的和等于2n ,即C 0n +C 1n +…+C n n =2n.(4) 二项式展开式中,奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和,即C 0n +C 2n +…=C 1n +C 3n +…=2n -1.[备课札记]题型1 二项式展开式的特定项例1 如果⎝⎛⎭⎪⎫x 2-1x 3n的展开式中,第四项和第七项的二项式系数相等,求:(1) 展开式的中间项;(2) ⎝⎛⎭⎪⎪⎫x -124x n -1展开式中所有的有理项. 解:(1) ⎝⎛⎭⎪⎫x 2-1x 3n展开式中,第四项和第七项的二项式系数分别是C 3n ,C 6n ,由C 3n =C 6n ,得n =9,所以⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2-1x 39展开式的中间项为第5项和第6项,即T 5=(-1)4C 49(x -3)4(x 2)5=126x 2,T 6=(-1)5C 59(x -3)5(x 2)4=-126x7.(2) 通项为T r +1=C r 8(x)8-r ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-124x r =⎝ ⎛⎭⎪⎫-12r C r 8x 16-3r 4(r =0,1,2,…,8),为使T r +1为有理项,必须r 是4的倍数,所以r =0,4,8,共有三个有理项,分别是T 1=⎝ ⎛⎭⎪⎫-120C 08x4=x 4,T 5=⎝ ⎛⎭⎪⎫-124C 48x =358x ,T 9=⎝ ⎛⎭⎪⎫-128C 88x -2=1256x 2.变式训练 (1) 若(1+x)n 的展开式中,x 3的系数是x 的系数的7倍,求n ;(2) 已知(ax +1)7(a≠0)的展开式中,x 3的系数是x 2的系数与x 4的系数的等差中项,求a ;(3) 已知(2x +x lgx )8的展开式中,二项式系数最大的项的值等于1 120,求x. 解:(1) C 3n =7C 1n ,n (n -1)(n -2)6=7n ,即n 2-3n -40=0.由n∈N *,得n =8.(2) C 57a 2+C 37a 4=2C 47a 3,21a 2+35a 4=70a 3,a ≠0,得5a 2-10a +3=0a =1±105. (3) C 48(2x)4(x lgx )4=1 120,x 4(1+lgx)=1,所以x =1,或lgx =-1,x =110.题型2 二项式系数例2 已知(x 23+3x 2)n的展开式中,各项系数和比它的二项式系数和大992,求: (1) 展开式中二项式系数最大的项; (2) 展开式中系数最大的项.解:令x =1,则展开式中各项系数和为(1+3)n =22n.又展开式中二项式系数和为2n,∴ 22n -2n=992,n =5.(1) ∵ n=5,展开式共6项,二项式系数最大的项为第3、4两项,∴ T 3=C 25(x 23)3(3x 2)2=90x 6,T 4=C 35(x 23)2(3x 2)3=270x 223.(2) 设展开式中第r +1项系数最大, 则T r +1=C r 5(x 23)5-r (3x 2)r =3r C r5x 10+4r 3,∴ ⎩⎪⎨⎪⎧3r C r 5≥3r -1C r -15,3r C r 5≥3r +1C r +15,72≤r ≤92,∴ r =4, 即展开式中第5项系数最大,T 5=C 45(x 23)(3x 2)4=405x 263.备选变式(教师专享)已知⎝ ⎛⎭⎪⎫x +12n 的展开式中前三项的系数成等差数列.设⎝ ⎛⎭⎪⎫x +12n=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a n x n.求:(1) a 5的值;(2) a 0-a 1+a 2-a 3+…+(-1)na n 的值; (3) a i (i =0,1,2,…,n)的最大值.解:(1) 由题设,得C 0n +14×C 2n =2×12×C 1n ,即n 2-9n +8=0,解得n =8,n =1(舍).T r +1=C r 8x 8-r ⎝ ⎛⎭⎪⎫12r,令8-r =5r =3,所以a 5=7.(2) 在等式的两边取x =-1,得a 0-a 1+a 2-a 3+…+a 8=1256. (3) 设第r +1的系数最大,则⎩⎪⎨⎪⎧12r C r 8≥12r +1C r +18,12r C r8≥12r -1C r -18,即⎩⎪⎨⎪⎧18-r ≥12(r +1),12r ≥19-r ,解得r =2或r =3.所以a i 系数最大值为7.题型3 二项式定理的综合应用例3 已知⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2-1x n 展开式中的二项式系数的和比(3a +2b)7展开式的二项式系数的和大128,求⎝⎛⎭⎪⎫x 2-1x n展开式中的系数最大的项和系数最小的项.解:2n -27=128,n =8,⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2-1x 8的通项T r +1=C r 8(x 2)8-r ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1x r =(-1)r C r 8x 16-3r,当r =4时,展开式中的系数最大,即T 5=70x 4为展开式中的系数最大的项;当r =3,或5时,展开式中的系数最小,即T 4=-56x 7,T 6=-56x 为展开式中的系数最小的项.备选变式(教师专享) 已知(2-3x)50=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 50x 50,其中a 0,a 1,a 2…,a 50是常数,计算(a 0+a 2+a 4+…+a 50)2-(a 1+a 3+a 5+…+a 49)2.解:设f(x)=(2-3x)50,令x =1,得a 0+a 1+a 2+…+a 50=(2-3)50,令x =-1,得a 0-a 1+a 2-…+a 50=(2+3)50,(a 0+a 2+a 4+…+a 50)2-(a 1+a 3+a 5+…+a 49)2=(a 0+a 1+a 2+…+a 50)(a 0-a 1+a 2-…+a 50) =(2-3)50(2+3)50=1.1. (2013·新课标Ⅱ)已知(1+ax)(1+x)5的展开式中x 2的系数为5,则a =________. 答案:-1解析:已知(1+ax)(1+x)5的展开式中x 2的系数为C 25+a·C 15=5,解得a =-1.2. (2013·天津理)⎝⎛⎭⎪⎫x -1x 6的二项展开式中的常数项为________.答案:15解析:展开式的通项公式为T k +1=C k 6x 6-k ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-1x k =C k 6x6-32k(-1)k.由6-32k =0,得k=4.所以常数项为T 4+1=C 46(-1)4=15.3. (2013·大纲版理)(1+x)3(1+y)4的展开式中x 2y 2的系数是________. 答案:18解析:(x +1)3的展开式的通项为T r +1=C r 3x r ,令r =2得到展开式中x 2的系数是C 23=3.(1+y)4的展开式的通项为T r +1=C r 4y r ,令r =2得到展开式中y 2的系数是C 24=6,(1+x)3(1+y)4的展开式中x 2y 2的系数是3×6=18.4. (2013·辽宁理)使得⎝⎛⎭⎪⎫3x +1x x n(n∈N +)的展开式中含有的常数项最小的n 为________.答案:5解析:展开式的通项公式为T k +1=C k n (3x)n -k·⎝ ⎛⎭⎪⎫1x x k =C k n 3n -k xn -5k 2.由n -5k 2=0,得n=5k2,所以当k =2时,n 有最小值5.1. 若n 是奇数,则7n +C 1n 7n -1+C 2n 7n -2+…+C n -1n 7被9除的余数是________. 答案:7解析:原式=(7+1)n -1=(9-1)n-1=9k -2=9k′+7(k 和k ′均为正整数).2. 0.9915的近似值是___________.(精确到0.001) 答案:0.956解析:0.9915=(1-0.009)5=1-5×0.009+10×(0.009)2-…≈1-0.045+0.000 81≈0.956.3. 用二次项定理证明32n +2-8n -9能被64整除(n∈N ).证明:32n +2-8n -9=9n +1-8n -9=(8+1)n +1-8n -9 =C 0n +18n +1+C 1n +18n +…+C n -1n +182+C n n +18+C n +1n +1-8n -9=64(C 0n +18n -1+C 1n +18n -2+…+C n -1n +1)+8(n +1)+1-8n -9=M×64(记M =C 0n +18n -1+C 1n +18n -2+…+C n -1n +1). ∵ M 为整数,∴ 64M 能被64整除.4. (1) 在(1+x)n的展开式中,若第3项与第6项系数相等,则n 等于多少?(2) ⎝⎛⎭⎪⎪⎫x x +13x n的展开式奇数项的二项式系数之和为128,求展开式中二项式系数最大项.解:(1) 由已知得C 2n =C 5n n =7.(2) 由已知得C 0n +C 2n +C 4n +…=128,2n -1=128,n =8,而展开式中二项式系数最大项是T 4+1=C 48(x x)4⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫13x 4=70x 43x 2.一般地,对于多项式g(x)=(px +q)n=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a n x n,则有: (1) g(x)的常数项的系数为g(0); (2) g(x)的各项的系数和为g(1);(3) g(x)的奇数项的系数和为12[g(1)+g(-1)];(4) g(x)的偶数项的系数和为12[g(1)-g(-1)].请使用课时训练(A )第3课时(见活页).[备课札记]。