第10章第3讲 二项式定理
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二项式定理进门测判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)C k n a n-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)在(1-x)9的展开式中系数最大的项是第五、第六两项.()(5)若(3x-1)7=a7x7+a6x6+…+a1x+a0,则a7+a6+…+a1的值为128.()作业检查无第2课时阶段训练题型一二项展开式命题点1求二项展开式中的特定项或指定项的系数例1(1)(2x+x)5的展开式中,x3的系数是______________.(用数字填写答案)(2)(x 2+x +y )5的展开式中,x 5y 2的系数为( ) A .10 B .20 C .30D .60命题点2 已知二项展开式某项的系数求参数例2 (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 =____________. (2)若⎝⎛⎭⎫ax 2+1x 5的展开式中x 5的系数为-80,则实数a =________. (1)(x -y )(x +y )8的展开式中x 2y 7的系数为________.(用数字填写答案)(2)(x +a )10的展开式中,x 7的系数为15,则a =________.(用数字填写答案) 题型二 二项式系数的和或各项系数的和的问题 例3 在(2x -3y )10的展开式中,求: (1)二项式系数的和; (2)各项系数的和;(3)奇数项的二项式系数和与偶数项的二项式系数和; (4)奇数项系数和与偶数项系数和; (5)x 的奇次项系数和与x 的偶次项系数和.(1)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 等于( ) A .5 B .6 C .7 D .8(2)若(1-2x )2 016=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 2 016x 2 016,则a 12+a 222+…+a 2 01622 016的结果是多少?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(2)1.028的近似值是________.(精确到小数点后三位)(1)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 .871.二项式定理二项式定理(a +b )n =C 0n a n +C 1n a n -1b 1+…+C k na n -k b k +…+C n n b n (n ∈N *)二项展开式的通项公式T k +1=C k n an -k b k,它表示第k +1项 二项式系数二项展开式中各项的系数C k n(k ∈{0,1,2,…,n })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 mn . (2)C m n =C n -mn.(3)n 是偶数时,12n T+项的二项式系数最大;n 是奇数时,12n T+与112n T++T 项的二项式系数相等且最大.(4)C 0n +C 1n +C 2n +…+C n n=2n . 阶段重难点梳理【知识拓展】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C0n,C1n,一直到C n-1n,C n n.典例(1)若(x-3x)n展开式的各项系数绝对值之和为1 024,则展开式中含x项的系数为________.(2)已知(x-m)7=a0+a1x+a2x2+…+a7x7的展开式中x4的系数是-35,则a1+a2+…+a7=________. 1.(x-y)n的二项展开式中,第m项的系数是()A.C m n B.C m+1nC.C m-1n D.(-1)m-1C m-1n2.设i为虚数单位,则(x+i)6的展开式中含x4的项为() A.-15x4B.15x4C.-20i x4D.20i x43.使(3x+1x x)n(n∈N*)的展开式中含有常数项的最小的n值为() A.4 B.5 C.6 D.7重点题型训练4.在(x 2-3x )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________.1.在x 2(1+x )6的展开式中,含x 4项的系数为( ) A .30 B .20 C .15 D .102.已知⎝⎛⎭⎫x -ax 5的展开式中含32x 的项的系数为30,则a 等于( )A. 3 B .- 3 C .6 D .-63.(4x -2-x )6(x ∈R )展开式中的常数项是( ) A .-20 B .-15 C .15D .204.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 .29 B .210 C .211 D .2125.若在(x +1)4(ax -1)的展开式中,x 4的系数为15,则a 的值为( ) A .-4 B.52 C .4 D.726.若(1+x )+(1+x )2+…+(1+x )n =a 0+a 1(1-x )+a 2(1-x )2+…+a n (1-x )n ,则a 0-a 1+a 2-a 3+…+(-1)n a n 等于( ) A.34(3n -1) B.34(3n -2) 作业布置C.32(3n -2) D.32(3n -1) 7.若(x +a )2(1x -1)5的展开式中常数项为-1,则a 的值为( )A .1B .9C .-1或-9D .1或98.在(1-2x )6的展开式中,x 2的系数为________.(用数字作答) 9.⎝⎛⎭⎫x 2-1x 8的展开式中x 7的系数为________.(用数字作答) 10.在(2-x )6的展开式中,含x 3的二项式系数为________,系数为________.(均用数字作答) 11.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=________.12.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|.13.求证:1+2+22+…+25n -1(n ∈N *)能被31整除.*14.若(x +412x)n 展开式中前三项的系数成等差数列,求:(1)展开式中所有x 的有理项; (2)展开式中系数最大的项.二项式定理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)在(1-x )9的展开式中系数最大的项是第五、第六两项.( × )(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.( × )题型一 二项展开式命题点1 求二项展开式中的特定项或指定项的系数阶段训练进门测例1 (1)(2x +x )5的展开式中,x 3的系数是______________.(用数字填写答案) (2)(x 2+x +y )5的展开式中,x 5y 2的系数为( ) A .10 B .20 C .30D .60答案 (1)10 (2)C解析 (1)(2x +x )5展开式的通项公式T k +1=C k 5(2x )5-k ·(x )k =C k 525-k52kx-,k ∈{0,1,2,3,4,5},令5-k 2=3,解得k =4,得T 5=C 4525-445-2x=10x 3,∴x 3的系数是10.(2)方法一 利用二项展开式的通项公式求解. (x 2+x +y )5=[(x 2+x )+y ]5,含y 2的项为T 3=C 25(x 2+x )3·y 2. 其中(x 2+x )3中含x 5的项为C 13x 4·x =C 13x 5. 所以x 5y 2的系数为C 25C 13=30.故选C.方法二 利用组合知识求解.(x 2+x +y )5为5个x 2+x +y 之积,其中有两个取y ,两个取x 2,一个取x 即可,所以x 5y 2的系数为C 25C 23=30.故选C. 命题点2 已知二项展开式某项的系数求参数例2 (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 =____________. (2)若⎝⎛⎭⎫ax 2+1x 5的展开式中x 5的系数为-80,则实数a =________. 答案 (1)3 (2)-2解析 (1)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)∵T k +1=C k 5(ax 2)5-k⎝⎛⎭⎫1x k =a 5-k C k 55102k x -,∴10-52k =5,解得k =2,∴a 3C 25=-80,解得a =-2. 思维升华 求二项展开式中的特定项,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k +1,代回通项公式即可.(1)(x -y )(x +y )8的展开式中x 2y 7的系数为________.(用数字填写答案)(2)(x +a )10的展开式中,x 7的系数为15,则a =________.(用数字填写答案) 答案 (1)-20 (2)12解析 (1)x 2y 7=x ·(xy 7),其系数为C 78, x 2y 7=y ·(x 2y 6),其系数为-C 68,∴x 2y 7的系数为C 78-C 68=8-28=-20.(2)设通项为T k +1=C k 10x10-k a k ,令10-k =7, ∴k =3,∴x 7的系数为C 310a 3=15, ∴a 3=18,∴a =12.题型二 二项式系数的和或各项系数的和的问题例3 在(2x -3y )10的展开式中,求: (1)二项式系数的和; (2)各项系数的和;(3)奇数项的二项式系数和与偶数项的二项式系数和; (4)奇数项系数和与偶数项系数和; (5)x 的奇次项系数和与x 的偶次项系数和.解 设(2x -3y )10=a 0x 10+a 1x 9y +a 2x 8y 2+…+a 10y 10,(*)各项系数的和为a 0+a 1+…+a 10,奇数项系数和为a 0+a 2+…+a 10,偶数项系数和为a 1+a 3+a 5+…+a 9,x 的奇次项系数和为a 1+a 3+a 5+…+a 9,x 的偶次项系数和为a 0+a 2+a 4+…+a 10. 由于(*)是恒等式,故可用“赋值法”求出相关的系数和.(1)二项式系数的和为C 010+C 110+…+C 1010=210.(2)令x =y =1,各项系数和为(2-3)10=(-1)10=1.(3)奇数项的二项式系数和为C 010+C 210+…+C 1010=29,偶数项的二项式系数和为C 110+C 310+…+C 910=29.(4)令x =y =1,得到a 0+a 1+a 2+…+a 10=1,① 令x =1,y =-1(或x =-1,y =1), 得a 0-a 1+a 2-a 3+…+a 10=510,② ①+②得2(a 0+a 2+…+a 10)=1+510, ∴奇数项系数和为1+5102;①-②得2(a 1+a 3+…+a 9)=1-510,∴偶数项系数和为1-5102.(5)x 的奇次项系数和为a 1+a 3+a 5+…+a 9=1-5102;x 的偶次项系数和为a 0+a 2+a 4+…+a 10=1+5102.思维升华 (1)“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 )的式子求其展开式各项系数之和,只需令x =y =1即可.(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.(1)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 等于( ) A .5 B .6 C .7 D .8 答案 B解析 由题意得a =C m 2m ,b =C m +12m +1,∴13C m 2m =7C m +12m +1,∴13·(2m )!m !·m !=7·(2m +1)!m !·(m +1)!, ∴7(2m +1)m +1=13,解得m =6,经检验符合题意,故选B.(2)若(1-2x )2 016=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 2 016x 2 016,则a 12+a 222+…+a 2 01622 016的结果是多少?解 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 01622 016,∴0=1+a 12+a 222+…+a 2 01622 016.即a 12+a 222+…+a 2 01622 016=-1.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(2)1.028的近似值是________.(精确到小数点后三位) 答案 (1)D (2)1.172解析 (1)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)1.028=(1+0.02)8≈C 08+C 18·0.02+C 28·0.022+C 38·0.023≈1.172.思维升华 (1)整除问题和求近似值是二项式定理中两类常见的应用问题,整除问题中要关注展开式的最后几项,而求近似值则应关注展开式的前几项.(2)二项式定理的应用基本思路是正用或逆用二项式定理,注意选择合适的形式.(1)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)已知2n +2·3n +5n -a 能被25整除,求正整数a 的最小值. 解 原式=4·6n +5n -a =4(5+1)n +5n -a=4(C 0n 5n +C 1n 5n -1+…+C n -2n 52+C n -1n 5+C n n)+5n -a =4(C 0n 5n +C 1n 5n -1+…+C n -2n52)+25n +4-a , 显然正整数a 的最小值为4.1.二项式定理二项式定理(a +b )n =C 0n a n +C 1n a n -1b 1+…+C kna n -k b k +…+C n n b n (n ∈N *)二项展开式的通项公式T k +1=C k n an -k b k ,它表示第k +1项 二项式系数二项展开式中各项的系数C k n (k ∈{0,1,2,…,n })第3课时阶段重难点梳理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)n 是偶数时,12n T+项的二项式系数最大;n 是奇数时,12n T+与112n T++T 项的二项式系数相等且最大.(4)C 0n +C 1n +C 2n +…+C n n=2n . 【知识拓展】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 .典例 (1)若(x -3x )n 展开式的各项系数绝对值之和为1 024,则展开式中含x 项的系数为________.(2)已知(x -m )7=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 7x 7的展开式中x 4的系数是-35,则a 1+a 2+…+a 7=________. 错解展示解析 (1)(x +3x)n 展开式中,令x =1可得4n =1 024,∴n =5,重点题型训练∴(x -3x )n 展开式的通项T k +1=(-3)k ·C k 5·532kx -,令5-3k2=1,得k =1.故展开式中含x 项的系数为C 15=5.(2)a 1+a 2+…+a 7=C 17+C 27+…+C 77=27-1.答案 (1)5 (2)27-1 现场纠错解析 (1)在(x +3x)n 的展开式中,令x =1,可得(x -3x )n 展开式的各项系数绝对值之和为4n =22n =1 024=210,∴n =5.故(x -3x )5展开式的通项为T k +1=(-3)k ·C k 5·532kx -,令5-3k2=1,得k =1,故展开式中含x 项的系数为-15. (2)∵(x -m )7=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 7x 7, 令x =0,∴a 0=(-m )7.又∵展开式中x 4的系数是-35,∴C 37·(-m )3=-35, ∴m =1.∴a 0=(-m )7=-1.在(x -m )7=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 7x 7中, 令x =1,得0=-1+a 1+a 2+…+a 7, 即a 1+a 2+a 3+…+a 7=1. 答案 (1)-15 (2)1纠错心得 和二项展开式有关的问题,要分清所求的是展开式中项的系数还是二项式系数,是系数和还是二项式系数的和.1.(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 展开式中第m 项的系数为C m -1n(-1)m -1. 2.设i 为虚数单位,则(x +i)6的展开式中含x 4的项为( ) A .-15x 4 B .15x 4 C .-20i x 4 D .20i x 4答案 A解析 由题可知,含x 4的项为C 26x 4i 2=-15x 4.故选A.3.使(3x +1x x )n (n ∈N *)的展开式中含有常数项的最小的n 值为( )A .4B .5C .6D .7 答案 B解析 (3x +1x x)n的展开式中的第k +1项为C k n()323k n kx x--=C k n 3n -k·52k xn-.若展开式中含常数项,则存在n ∈N *,k ∈N ,使n -52k =0.故最小的n 值为5.4.在(x 2-3x )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________.答案 7解析 由题意知n2+1=5,解得n =8,(x 2-3x )8的展开式的通项T k +1=C k 8(x 2)8-k (-3x)k =(-1)k 2k -8C k 848-3k x,令8-4k3=0,得k =6,则展开式中的常数项为(-1)626-8C 68=7.1.在x 2(1+x )6的展开式中,含x 4项的系数为( ) A .30 B .20 C .15 D .10 答案 C解析 因为(1+x )6的展开式的第k +1项为T k +1=C k 6x k ,x 2(1+x )6的展开式中含x 4的项为C 26x 4=15x 4,所以系数为15.2.已知⎝⎛⎭⎫x -ax 5的展开式中含32x 的项的系数为30,则a 等于( )A. 3 B .- 3 C .6 D .-6 答案 D作业布置解析 ⎝⎛⎭⎫x -a x 5的展开式通项T k +1=C k 552k x -(-1)k a k ·2k x -=(-1)k a k C k 552k x-,令52-k =32,则k =1,∴T 2=-a C 1532x ,∴-a C 15=30,∴a =-6,故选D. 3.(4x -2-x )6(x ∈R )展开式中的常数项是( ) A .-20 B .-15 C .15 D .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. 4.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 .29 B .210 C .211 D .212 答案 A解析 由题意,C 3n =C 7n ,解得n =10,则奇数项的二项式系数和为2n -1=29.故选A. 5.若在(x +1)4(ax -1)的展开式中,x 4的系数为15,则a 的值为( ) A .-4 B.52 C .4 D.72答案 C解析 ∵(x +1)4(ax -1)=(x 4+4x 3+6x 2+4x +1)(ax -1),∴x 4的系数为4a -1=15,∴a =4. 6.若(1+x )+(1+x )2+…+(1+x )n =a 0+a 1(1-x )+a 2(1-x )2+…+a n (1-x )n ,则a 0-a 1+a 2-a 3+…+(-1)n a n 等于( )A.34(3n -1) B.34(3n -2) C.32(3n -2) D.32(3n -1) 答案 D解析 在展开式中,令x =2,得3+32+33+…+3n =a 0-a 1+a 2-a 3+…+(-1)n a n , 即a 0-a 1+a 2-a 3+…+(-1)na n =3(1-3n )1-3=32(3n -1). 7.若(x +a )2(1x -1)5的展开式中常数项为-1,则a 的值为( )A .1B .9C .-1或-9D .1或9答案 D解析 由于(x +a )2=x 2+2ax +a 2,而(1x -1)5的展开式通项为T k +1=(-1)k C k 5·x k -5,其中k =0,1,2,…,5.于是(1x -1)5的展开式中x -2的系数为(-1)3C 35=-10,x -1项的系数为(-1)4C 45=5,常数项为-1,因此(x +a )2(1x -1)5的展开式中常数项为1×(-10)+2a ×5+a 2×(-1)=-a 2+10a -10,依题意-a 2+10a -10=-1,解得a 2-10a +9=0,即a =1或a =9. 8.在(1-2x )6的展开式中,x 2的系数为________.(用数字作答) 答案 60解析 展开式的通项T k +1=C k 6·16-k ·(-2x )k =C k 6(-2)k ·x k .令k =2,得T 3=C 26·4x 2=60x 2,即x 2的系数为60.9.⎝⎛⎭⎫x 2-1x 8的展开式中x 7的系数为________.(用数字作答)答案 -56解析 ⎝⎛⎭⎫x 2-1x 8的通项T k +1=C k 8(x 2)8-k ⎝⎛⎭⎫-1x k =(-1)k C k 8x 16-3k ,当16-3k =7时,k =3,则x 7的系数为(-1)3C 38=-56.10.在(2-x )6的展开式中,含x 3的二项式系数为________,系数为________.(均用数字作答) 答案 20 -160解析 (2-x )6展开式的通项T k +1=C k 626-k (-x )k , 令k =3,∴含x 3的二项式系数为C 36=20,系数为C 36×23×(-1)3=-160.11.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=________.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=10.12.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(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=2 187.13.求证:1+2+22+…+25n -1(n ∈N *)能被31整除. 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.*14.若(x)n 展开式中前三项的系数成等差数列,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1,12C 1n ,14C 2n .据题意得2×12C 1n =1+14C 2n ⇒n =8.(1)设展开式中的有理项为T k +1, 由T k +1=C k 8(x )8-k)k =(12)k C k 81634kx -,∴k 为4的倍数,又0≤k ≤8,∴k =0,4,8.故有理项为T 1=(12)0C 0816304x -⨯=x 4,T 5=(12)4C 4816344x -⨯=358x ,T 9=(12)8C 8816384x -⨯=1256x 2.(2)设展开式中T k +1项的系数最大,则⎩⎨⎧ (12)k C k 8≥(12)k +1C k +18,(12)k C k 8≥(12)k -1C k -18⇒k=2或k =3. 故展开式中系数最大的项为T 3=(12)2C 2816324x -⨯=752x ,T 4=(12)3C 3816334x -⨯=774x .。
第3讲 二项式定理基础知识整合1.二项式定理的内容(1)(a +b )n =□01C 0n a n +C 1n a n -1b 1+…+C r n a n -r b r +…+C n n b n (n ∈N *). (2)第r +1项,T r +1=□02C r n an -r b r . (3)第r +1项的二项式系数为□03C r n (r =0,1,…,n ). 2.二项式系数的性质(1)0≤r ≤n 时,C r n 与C n -r n 的关系是□04相等. (2)二项式系数先增后减中间项最大且n 为偶数时第□05n2+1项的二项式系数最大,最大为□06C n2n ,当n 为奇数时第□07n -12+1或n +12+1项的二项式系数最大,最大为□08C n -12n 或C n +12n .(3)各二项式系数和:C 0n +C 1n +C 2n +…+C n n =□092n ,C 0n +C 2n +C 4n +…=□102n -1,C 1n +C 3n +C 5n +…=□112n -1.1.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.2.解题时,要注意区别二项式系数和项的系数的不同、项数和项的不同. 3.切实理解“常数项”“有理项(字母指数为整数)”“系数最大的项”等概念.1.(2020·东莞调研测试)二项式⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1x 26的展开式的常数项为( )A .±15B .15C .±20D .-20答案 B解析 二项式⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1x 26的展开式的通项公式为T r +1=C r 6x 6-r ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-1x 2r =C r 6·(-1)r ·x 6-3r .令6-3r =0,求得r =2,∴展开式的常数项是C 26=15,故选B.2.(2019·全国卷Ⅲ)(1+2x 2)(1+x )4的展开式中x 3的系数为( ) A .12 B .16 C .20 D .24答案 A解析 解法一:(1+2x 2)(1+x )4的展开式中x 3的系数为1×C 34+2C 14=12.故选A.解法二:∵(1+2x 2)(1+x )4=(1+2x 2)(1+4x +6x 2+4x 3+x 4),∴x 3的系数为1×4+2×4=12.故选A.3.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=8.4.(x -y )(x +y )5的展开式中x 2y 4的系数为( ) A .-10 B .-5 C .5 D .10答案 B解析 (x +y )5的展开式的通项公式为T r +1=C r 5·x 5-r ·y r ,令5-r =1,得r =4,令5-r =2,得r =3,∴(x -y )(x +y )5的展开式中x 2y 4的系数为C 45×1+(-1)×C 35=-5.故选B.5.设(5x -x )n 的展开式的各项系数之和为M ,二项式系数之和为N ,M -N =240,则展开式中x 3的系数为( )A .500B .-500C .150D .-150答案 C解析 由题意可得N =2n ,令x =1,则M =(5-1)n =4n =(2n )2.∴(2n )2-2n =240,2n =16,n =4.展开式中第r +1项T r +1=C r 4·(5x )4-r ·(-x )r =(-1)r ·C r 4·54-r ·x 4-r 2.令4-r2=3,即r =2,此时C 24·52·(-1)2=150. 6.(2019·浙江高考)在二项式(2+x )9的展开式中,常数项是________,系数为有理数的项的个数是________.答案 162 5解析 由二项展开式的通项公式可知T r +1=C r 9·(2)9-r ·x r ,r ∈N,0≤r ≤9,当为常数项时,r =0,T 1=C 09·(2)9·x 0=(2)9=16 2. 当项的系数为有理数时,9-r 为偶数,可得r =1,3,5,7,9,即系数为有理数的项的个数是5.核心考向突破考向一 求展开式中的特定项或特定项系数例1 (1)⎝⎛⎭⎪⎫x -13x 18的展开式中含x 15的项的系数为( ) A .153 B .-153 C .17 D .-17答案 C 解析T r +1=C r 18x18-r ⎝⎛⎭⎪⎫-13x r =⎝ ⎛⎭⎪⎫-13r C r 18·x 18-32r ,令18-32r =15,解得r =2,所以含x 15的项的系数为⎝ ⎛⎭⎪⎫-132C 218=17.(2)(2019·山东枣庄模拟)若(x 2-a )⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1x 10的展开式中x 6的系数为30,则a 等于( )A.13B.12 C .1 D .2答案 D解析 ⎝ ⎛⎭⎪⎫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的系数为C 310;令10-2r =6,解得r =2,所以x6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.故选D.(3)(2019·天津高考)⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -18x 38的展开式中的常数项为________.答案 28解析 ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -18x 38的展开式的通项为T r +1=C r 8()2x 8-r ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-18x 3r =C r 828-r ⎝ ⎛⎭⎪⎫-18r ·x 8-4r . 令8-4r =0,得r =2,∴展开式中的常数项为T 3=C 2826⎝ ⎛⎭⎪⎫-182=28.求二项展开式中特定项或项的系数问题的思路(1)利用通项公式将T r +1项写出并化简.(2)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r .(3)代回通项公式得所求.[即时训练] 1.(2019·广州调研)⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12x 9的展开式中x 3的系数为( )A .-212 B .-92 C.92 D.212答案 A解析 二项展开式的通项T r +1=C r 9x 9-r ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12x r =⎝ ⎛⎭⎪⎫-12r C r 9x 9-2r ,令9-2r =3,得r =3,所以展开式中x 3的系数为⎝ ⎛⎭⎪⎫-123C 39=-18×9×8×73×2×1=-212.故选A. 2.(2020·河南信阳摸底)(x 2+1)⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -25的展开式的常数项是( )A .5B .-10C .-32D .-42答案 D解析 由于⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -25的展开式的通项为C r 5·⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 5-r ·(-2)r =C r 5(-2)r·x r -52,故(x 2+1)·⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -25的展开式的常数项是C 15·(-2)+C 55(-2)5=-42.故选D. 3.已知⎝ ⎛⎭⎪⎫ax -x 29的展开式中x 3的系数为94,则a =________.答案 4解析 ⎝ ⎛⎭⎪⎫ax-x 29的展开式的通项公式为T r +1=C r 9⎝ ⎛⎭⎪⎫a x 9-r ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-x 2r=(-1)r ·a 9-r·2-r 2·C r 9·x 32r -9.令32r -9=3,得r =8,则(-1)8·a ·2-4·C 89=94,解得a =4. 精准设计考向,多角度探究突破 考向二 二项式系数与各项的系数问题 角度1 二项展开式中系数的和例2 (1)(2019·郑州一中测试)若二项式⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2-2x n的展开式的二项式系数之和为8,则该展开式每一项的系数之和为( )A .-1B .1C .27D .-27答案 A解析 由题意,得C 0n +C 1n +…+C n n =2n=8,即n =3,所以⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2-2x 3的展开式的系数之和为(1-2)3=-1,故选A.(2)已知(1-2x )7=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4+a 5x 5+a 6x 6+a 7x 7,则a 1+a 2+a 3+a 4+a 5+a 6=________,a 0-a 1+a 2-a 3+a 4-a 5+a 6-a 7=________,a 2+a 4+a 6=________.答案 126 2187 1092 解析 令x =0,得a 0=1.令x =1,得-1=a 0+a 1+a 2+…+a 7.①又a 7=C 77(-2)7=(-2)7,∴a 1+a 2+…+a 6=-1-a 0-a 7=126. 令x =-1,得a 0-a 1+a 2-a 3+a 4-a 5+a 6-a 7=37=2187.② ①+②2,得a 0+a 2+a 4+a 6=1093, ∴a 2+a 4+a 6=1092.赋值法的应用(1)对形如(ax+b)n(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.(2)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.(3)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)].[即时训练] 4.(2019·东北三校联考)若(1-x )5=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4+a 5x 5,则|a 0|-|a 1|+|a 2|-|a 3|+|a 4|-|a 5|=( )A .0B .1C .32D .-1答案 A解析 由(1-x )5的展开式的通项公式T r +1=(-1)r C r 5x r ,可得a 1,a 3,a 5为负数,a 0,a 2,a 4为正数,故有|a 0|-|a 1|+|a 2|-|a 3|+|a 4|-|a 5|=a 0+a 1+a 2+a 3+a 4+a 5=(1-1)5=0.故选A.5.(2019·郑州一测)在⎝ ⎛⎭⎪⎫x +3x n 的展开式中,各项系数和与二项式系数和之比为32∶1,则x 2的系数为________.答案 90解析 令x =1,则⎝⎛⎭⎪⎫x +3x n =4n ,所以⎝ ⎛⎭⎪⎫x +3x n 的展开式中,各项系数和为4n,又二项式系数和为2n,所以4n 2n =2n=32,解得n =5.二项展开式的通项T r +1=C r 5x 5-r ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x r =C r 53r x 5-32r ,令5-32r =2,得r =2,所以x 2的系数为C 2532=90. 角度2 二项式系数的最值问题例3 (1)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 =( ) A .5 B .6 C .7 D .8答案 B解析 由题意,得a =C m 2m ,b =C m 2m +1, 则13C m 2m =7C m 2m +1,∴13·(2m )!m !·m !=7·(2m +1)!m !·(m +1)!,∴7·(2m +1)m +1=13,解得m =6,经检验m =6为原方程的解,故选B.(2)(2019·安徽马鞍山模拟)二项式⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫3x +13x n 的展开式中只有第11项的二项式系数最大,则展开式中x 的指数为整数的项的个数为( )A .3B .5C .6D .7答案 D解析 根据⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫3x +13x n 的展开式中只有第11项的二项式系数最大,得n =20,∴⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫3x +13x n 的展开式的通项为T r +1=C r 20·(3x )20-r ·⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫13x r =(3)20-r ·C r20·x 20-4r3,要使x 的指数是整数,需r 是3的倍数,∴r =0,3,6,9,12,15,18,∴x 的指数为整数的项共有7项.故选D.求二项式系数最大项(1)如果n 是偶数,那么中间一项⎝ ⎛⎭⎪⎫第⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2+1项的二项式系数最大.(2)如果n 是奇数,那么中间两项⎝ ⎛⎭⎪⎫第n +12项与第⎝ ⎛⎭⎪⎫n +12+1项的二项式系数相等并最大.[即时训练] 6.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答案 D解析 因为展开式的第4项与第8项的二项式系数相等,所以C 3n =C 7n ,解得n =10,所以根据二项式系数和的相关公式可知,奇数项的二项式系数和为2n -1=29.7.若⎝ ⎛⎭⎪⎫x +2x 2n 的展开式中只有第6项的二项式系数最大,则展开式中的常数项是( )A .180B .120C .90D .45答案 A解析 由只有第6项的二项式系数最大,可知n =10,于是展开式的通项为T r +1=C r 10(x )10-r ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x 2r =2r C r 10·x 5-5r 2,令5-5r2=0,得r =2,所以展开式中的常数项是22C 210=180.故选A.角度3 项的系数的最值问题例4 (1)(2020·承德摸底)若(1+2x )6的展开式中第二项大于它的相邻两项,则x 的取值范围是( )A.112<x <15 .16<x <15 C.112<x <23 .16<x <25答案 A解析 ∵⎩⎪⎨⎪⎧C 162x >C 06,C 162x >C 26(2x )2,∴⎩⎪⎨⎪⎧x >112,0<x <15,即112<x <15.(2)若⎝ ⎛⎭⎪⎫x 3+1x 2n 的展开式中第6项系数最大,则不含x 的项为( )A .210B .10C .462D .252答案 A解析 ∵第6项系数最大,且项的系数为二项式系数,∴n 的值可能是9,10,11.设常数项为T r +1=C r n x 3(n -r )x -2r =C r n x3n -5r, 则3n -5r =0,其中n =9,10,11,r ∈N , ∴n =10,r =6,故不含x 的项为T 7=C 610=210.求展开式系数最大项如求(a +bx )n (a ,b ∈R )的展开式系数最大的项,一般是采用待定系数法,设展开式各项系数分别为A 1,A 2,…,A n +1,且第k 项系数最大,应用⎩⎪⎨⎪⎧A k ≥A k -1,A k ≥A k +1从而解出k 来,即得.[即时训练] 8.(2020·宜昌高三测试)已知(x 23+3x 2)n 的展开式中,各项系数和与它的二项式系数和的比为32.(1)求展开式中二项式系数最大的项;(2)求展开式中系数最大的项.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 =2n=32,n =5.(1)∵n =5,展开式共6项,∴二项式系数最大的项为第三、四两项,∴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k +1项的系数最大, 则由T k +1=C k 5(x 23)5-k (3x 2)k =3k C k5x 10+4k 3,得⎩⎪⎨⎪⎧3k C k 5≥3k -1C k -15,3k C k 5≥3k +1C k +15,∴72≤k ≤92,∴k =4, ∴第5项系数最大,即展开式中系数最大的项为T 5=C 45(x 23)(3x 2)4=405x 263. 考向三 二项式定理的应用例5 (1)(2019·潍坊模拟)设a ∈Z ,且0≤a <13,若512020+a 能被13整除,则a =( )A .0B .1C .11D .12答案 D解析 由于51=52-1,(52-1)2020=C 020********-C 12020522019+…-C 20192020521+1,又由于13能整除52,所以只需13能整除1+a ,0≤a <13,a ∈Z ,所以a =12.(2)0.9910的第一位小数为n 1,第二位小数为n 2,第三位小数为n 3,则n 1,n 2,n 3分别为( )A .9,0,4B .9,4,0C .9,2,0D .9,0,2答案 A解析0.9910=(1-0.01)10=C010×110×(-0.01)0+C110×19×(-0.01)1+C210×18×(-0.01)2+…=1-0.1+0.0045+…≈0.9045.二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.[即时训练]9.1-90C110+902C210-903C310+…+(-1)k90k C k10+…+9010C1010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 110×889+…+C 910×88+1.∵前10项均能被88整除,∴余数是1.10.1.028的近似值是________(精确到小数点后三位). 答案 1.172解析 1.028=(1+0.02)8≈C 08+C 18×0.02+C 28×0.022+C 38×0.023≈1.172.学科素养培优(二十二)二项式定理破解三项式问题1.(2020·柳州摸底)(x 2+x +y )5的展开式中,x 5y 2的系数为( ) A .10 B .20 C .30 D .60答案 C解析 由二项展开式通项易知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,对于二项式(x 2+x )3,由T t +1=C t 3(x 2)3-t ·x t =C t 3x 6-t ,令t =1,所以x 5y 2的系数为C 25C 13=30.故选C.2.⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+1x +25的展开式中的常数项为________(用数字作答). 答案6322解析 解法一:原式=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+22x +22x 5=132x 5·[(x +2)2]5=132x 5(x +2)10. 求原式的展开式中的常数项,转化为求(x +2)10的展开式中含x 5项的系数,即C 510·(2)5. 所以所求的常数项为C 510·(2)532=6322.解法二:要得到常数项,可以对5个括号中的选取情况进行分类:①5个括号中都选取常数项,这样得到的常数项为(2)5.②5个括号中的1个选x 2,1个选1x ,3个选2,这样得到的常数项为C 1512C 14C 33(2)3.③5个括号中的2个选x 2,2个选1x ,1个选2,这样得到的常数项为C 25⎝ ⎛⎭⎪⎫122C 232.因此展开式的常数项为(2)5+C 1512C 14C 33(2)3+C 25⎝ ⎛⎭⎪⎫122C 232=6322. 答题启示二项式定理研究两项和的展开式,对于三项式问题,一般是通过合并、拆分或进行因式分解,转化成二项式定理的形式去求解.对点训练1.(x 2-x +1)10的展开式中x 3的系数为( ) A .-210 B .210 C .30 D .-30答案 A解析 (x 2-x +1)10=[x 2-(x -1)]10=C 010(x 2)10-C 110(x 2)9(x -1)+…-C 910x 2(x -1)9+C 1010(x -1)10,所以展开式中x 3的系数为-C 910C 89+C 1010(-C 710)=-210.故选A.2.⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+1x 2-23的展开式中x 2的系数是________(用数字作答). 答案 15解析 因为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+1x 2-23=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1x 6,所以T r +1=C r 6x 6-r ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1x r =C r 6(-1)r x 6-2r,令6-2r =2,解得r =2,所以展开式中x 2的系数是C 26(-1)2=15.课时作业1.(2019·长沙一模)⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2-1x 6的展开式中( )A .不含x 9项B .含x 4项C .含x 2项D .不含x 项答案 D解析 T r +1=(-1)r C r 6x 12-2r x -r =(-1)r C r 6x12-3r,故x 的次数为12,9,6,3,0,-3,-6.选D.2.(2020·河北保定期末)⎝ ⎛⎭⎪⎫3x -1x 6的展开式中,有理项共有( )A .1项B .2项C .3项D .4项答案 D解析 ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x -1x 6的展开式的通项公式为T r +1=C r 6·(-1)r ·36-r ·x 6-32r ,令6-32r 为整数,求得r =0,2,4,6,共计4项.3.(2020·广东普宁一中期末)若⎝⎛⎭⎪⎫x 6+1x x n 的展开式中含有常数项,则n 的最小值等于( )A .3B .4C .5D .6答案 C解析 ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 6+1x x n 的展开式的通项公式为C r n (x 6)n -r ·(x -32)r =C r n x 6n -152r ,r =0,1,2,…,n ,则依题设,由6n -152r =0,得n =54r ,∴n 的最小值等于5.故选C.4.(2019·广东广州模拟)已知二项式⎝ ⎛⎭⎪⎫2x 2-1x n 的所有二项式系数之和等于128,那么其展开式中含1x 项的系数是( )A .-84B .-14C .14D .84答案 A解析 由二项式⎝ ⎛⎭⎪⎫2x 2-1x n的展开式中所有二项式系数的和是128,得2n =128,即n =7,∴⎝ ⎛⎭⎪⎫2x 2-1x n =⎝ ⎛⎭⎪⎫2x 2-1x 7,则T r +1=C r 7·(2x 2)7-r ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-1x r =(-1)r ·27-r·C r 7·x 14-3r .令14-3r =-1,得r =5.∴展开式中含1x 项的系数是-4×C 57=-84.故选A.5.在(x +1)(2x +1)…(nx +1)(n ∈N *)的展开式中一次项系数为( ) A .C 2nB .C 2n +1C .C n -1n D.12C 3n +1 答案 B解析 1+2+3+…+n =n ·(n +1)2=C 2n +1. 6.(1+x )8(1+y )4的展开式中x 2y 2的系数是( ) A .56 B .84 C .112 D .168答案 D解析 因为(1+x )8的展开式中x 2的系数为C 28,(1+y )4的展开式中y 2的系数为C 24,所以x 2y 2的系数为C 28C 24=168.故选D.7.(2019·福州模拟)设n 为正整数,⎝ ⎛⎭⎪⎫x -2x 3n 的展开式中仅有第5项的二项式系数最大,则展开式中的常数项为( )A .-112B .112C .-60D .60答案 B解析 依题意,得n =8,所以展开式的通项公式T r +1=C r 8x 8-r ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2x 3r =C r 8x 8-4r(-2)r ,令8-4r =0,解得r =2,所以展开式中的常数项为T 3=C 28(-2)2=112.故选B.8.若⎝ ⎛⎭⎪⎫x +a x ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -1x 5的展开式中各项系数的和为2,则该展开式的常数项为( )A .-40B .-20C .20D .40答案 D解析 令x =1,得(1+a )(2-1)5=2,∴a =1.∴⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -1x 5的通项公式为T r +1=C r 5·(2x )5-r ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-1x r=(-1)r ·25-r ·C r 5·x 5-2r . 令5-2r =1,得r =2.令5-2r =-1,得r =3.∴展开式的常数项为(-1)2×23·C 25+(-1)3· 22·C 35=80-40=40.9.(2019·江西九校联考)已知(2x -1)4=a 0+a 1(x -1)+a 2(x -1)2+a 3(x -1)3+a 4(x -1)4,则a 2=( )A .18B .24C .36D .56答案 B解析 (2x -1)4=[1+2(x -1)]4,故a 2(x -1)2=C 24[2(x -1)]2=4C 24(x -1)2,a 2=4C 24=24.10.(2020·黄冈质检)若(1+x +x 2)6=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 12x 12,则a 2+a 4+…+a 12=( )A .284B .356C .364D .378答案 C解析 令x =0,则a 0=1;令x =1,则a 0+a 1+a 2+…+a 12=36. ① 令x =-1,则a 0-a 1+a 2-…+a 12=1. ②①②两式左右分别相加,得2(a 0+a 2+…+a 12)=36+1=730,所以a 0+a 2+…+a 12=365,又a 0=1,所以a 2+a 4+…+a 12=364.11.已知C 0n +2C 1n +22C 2n +23C 3n …+2n C n n =729,则C 1n +C 2n +C 3n +…+C n n =( )A .63B .64C .31D .32答案 A解析 逆用二项式定理得C 0n +2C 1n +22C 2n +23C 3n …+2n C n n =(1+2)n =729,即3n =36,所以n =6,所以C 1n +C 2n +C 3n +…+C n n =26-C 0n =63.故选A.12.⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x +13x -4y 7的展开式中不含x 的项的系数之和为( )A .-43C 37C 34-47B .-43C 27C 24+47C .-47D .47答案 A解析 ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x +13x -4y 7=⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x +13x -4y 7的展开式的通项公式为T r +1=C r 7·⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x +13x 7-r ·(-4y )r,⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x +13x 7-r 的展开式的通项公式为M k +1=C k 7-r ·x 7-r -4k 3,0≤k ≤7-r,0≤r ≤7,k ,r 均为整数,令7-r =4k3,解得k =0,r =7或k =3,r=3,则不含x 的项的系数之和为(-4)7+C 37C 34·(-4)3=-43C 37C 34-47.故选A.13.(2019·绍兴模拟)若⎝ ⎛⎭⎪⎫ax 2+1x 5的展开式中x 5的系数是-80,则实数a =________.答案 -2解析 由已知可得⎝ ⎛⎭⎪⎫ax 2+1x 5展开式的通项公式为C r 5(ax 2)5-r ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x r =C r 5a 5-rx 20-5r 2,则由展开式中x 5的系数是-80,令20-5r 2=5,得r =2,即C 25a 3=-80,解得a =-2.14.已知(1-2x )n 展开式中,奇数项的二项式系数之和为64,则(1-2x )n (1+x )的展开式中含x 2项的系数为________.答案 70解析 因为奇数项的二项式系数之和为2n -1,所以2n -1=64,n =7,因此(1-2x )n (1+x )的展开式中含x 2项的系数为C 27(-2)2+C 17(-2)=70.15.(2020·上海浦东新区摸底)已知二项式⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x +124x n 的展开式中,前三项的二项式系数之和为37,则n =________,展开式中的第五项为________.答案 8358x解析 二项式⎝⎛⎭⎪⎪⎫x +124x n 的展开式中,前三项的二项式系数之和为C 0n +C 1n +C 2n =1+n +n (n -1)2=37,则n =8,故展开式中的第五项为C 48·124x =358x .16.(2019·唐山模拟)S =C 127+C 227+…+C 2727除以9的余数为________.答案 7解析 依题意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是正整数,∴S 被9除的余数为7.17.(2019·福州段考)已知(x -3x )n 的二项展开式中所有奇数项的二项式系数之和为512.(1)求展开式中的所有有理项;(2)求(1-x )3+(1-x )4+…+(1-x )n 的展开式中x 2的系数.解 (1)∵(x -3x )n 的二项展开式中所有奇数项的二项式系数之和为512, ∴2n -1=512=29, ∴n -1=9,解得n =10.∴T r +1=C r 10(x )10-r (-3x )r =(-1)r C r 10x 10-r 2+r 3=(-1)r C r10x 5-r 6(r =0,1,…,10).由5-r6∈Z ,得r =0,6.∴展开式中的所有有理项为T 1=C 010x 5=x 5,T 7=C 610x 4=210x 4.(2)展开式中x 2的系数为C 23+C 24+…+C 210=(C 34-C 33)+(C 35-C 34)+…+(C 311-C 310)=C 311-C 33=164.18.已知⎝ ⎛⎭⎪⎫x +12x n 的展开式中前三项的系数成等差数列. (1)求n 的值;(2)求展开式中系数最大的项.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(舍去). (2)设第r +1项的系数最大,则⎩⎨⎧12r C r 8≥12r +1C r +18,12r C r 8≥12r -1C r -18.即⎩⎨⎧18-r ≥12(r +1),12r ≥19-r,解得2≤r ≤3.又第1项系数为120C 08=1,第9项系数为128C 88=1256, 所以系数最大的项为T 3=7x 5,T 4=7x 72.。
第03讲 二项式定理目录第一部分:知识点必背 .............................................. 1 第二部分:高考真题回归 ............................................. 2 第三部分:高频考点一遍过 ........................................... 3 高频考点一:求二项展开式的特定项(或系数) ...................... 3 高频考点二:两个二项式之积中特定项(或系数)问题 ................ 3 高频考点三:三项展开式中特定项(或系数)问题 .................... 4 高频考点四:二项式系数和与系数和 ................................ 5 高频考点五:二项展开式的逆应用 .................................. 6 高频考点六:二项式系数最大问题 .................................. 6 高频考点七:系数最大问题 ........................................ 7 第四部分:数学文化题 . (9)第一部分:知识点必背知识点一:二项式定理 (1)二项式定理一般地,对于每个k (0,1,2,k n =),()n a b +的展开式中n k k a b -共有k n C 个,将它们合并同类项,就可以得到二项展开式:nn n r r n r n n n n n n n n b a C b a C b a C b a C b a C b a 022211100)(++++++=+--- (n N *∈).0,1,2,n ),项的系数是指该项中除变量外的常数部分0,1,2,n )叫做二项展开式的通项通项体现了二项展开式的项数、系数、次数的变化规律如含指定幂的项常数项、中间项、有理项、系数最大的项等①对称性:二项展开式中与首尾两端距离相等的两个二项式系数相等:(2)奇数项的二项式系数和与偶数项的二项式系数和相等:()02131*2n n n n n C C C C n N -++⋅⋅⋅=++⋅⋅⋅=∈第二部分:高考真题回归第三部分:高频考点一遍过高频考点一:求二项展开式的特定项(或系数)高频考点二:两个二项式之积中特定项(或系数)问题典型例题例题1.(2023秋·重庆沙坪坝·高三重庆一中校考阶段练习)已知实数x不为零,则26+-的展开式中x x(1)(1)2x项的系数为.高频考点三:三项展开式中特定项(或系数)问题高频考点四:二项式系数和与系数和1010a x ++,则22101359)()a a a a a -++++++的值为 2023春·山东菏泽·高二山东省鄄城县第一中学校考阶段练习)设()220230122023a a x a x a x x +++⋅⋅⋅+∈R .32023a a ++的值.22023a a +++.云南昆明·高二校考阶段练习)高频考点五:二项展开式的逆应用典型例题例题1.(2023春·黑龙江七台河·高二勃利县高级中学校考期中)()12312C 4C 8C 2C nnn n n n -+-++-=( ).A .1B .-1C .(-1)nD .3n例题2.(2023春·安徽合肥·高二统考期末)已知012233C 4C 4C 4C (1)4C 729n n nn n n n n -+-++-=,则n 的值为 .例题3.(2023·全国·高三专题练习)已知12n n a -=,解关于n 的不等式:012312341C C C C C 2024n n n n n n n a a a a a +++++⋅⋅⋅+<.练透核心考点1.(2023秋·高二课时练习)化简:设n +∈N ,则()()011C 2C 21C 21C knn n k n kn n n n n ---++-++-= .2.(2023春·上海浦东新·高二校考期中)0122C 2C 2C 2C n n n n n n ++++= .3.(2023春·辽宁·高三辽师大附中校考阶段练习)0122332022202220232023202320232023202320232023C 2C 2C 2C 2C 2C -+-++-的值是 .高频考点六:二项式系数最大问题高频考点七:系数最大问题典型例题例题1.(2023·全国·高二随堂练习)已知()1nx +的展开式中第5,6,7项系数成等差数列,求展开式中系数最大的项.(2)求展开式中项的系数最大的项.第四部分:数学文化题1.(2023春·吉林延边·高二延边二中校考期中)中国南北朝时期的著作《孙子算经》中,对同余除法有较深的研究.设a ,b ,()0m m >为整数,若a 和b 被m 除得的余数相同,则称a 和b 对模m 同余,记为()mod a b m ≡.若0122202020202020C C 3C 3C 3a =+⨯+⨯+⋅⋅⋅+⨯,()mod5a b ≡=,则b 的值可以是( )A .2004B .2005C .2025D .20262.(多选)(2023·全国·高二专题练习)“杨辉三角”是二项式系数在三角形中的一种几何排列,在中国南宋数学家杨辉1261年所著的《详解九章算法》一书中就有出现.如图所示,在“杨辉三角”中,除每行两边的数都是1外,其余每个数都是其“肩上”的两个数之和,例如第4行的6为第3行中两个3的和.则下列命题中正确的是( )A .在第10行中第5个数最大B .22222348C C C C 84++++=C .第8行中第4个数与第5个数之比为4:5D .在杨辉三角中,第n 行的所有数字之和为12n -3.(2023春·黑龙江大庆·高二大庆实验中学校考期中)南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法》一书中画了一张表示二项式展开式的系数构成的三角形数阵(如图所示),在“杨辉三角”中,第20行所有数字的平方和等于 .(用一个组合数作答)4.(2023春·高二单元测试)干支纪年是中国古代的一种纪年法.分别排出十天干与十二地支如下: 天干:甲 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 壬 癸 地支:子 丑 寅 卯 辰 巳 午 未 申 酉 戌 亥把天干与地支按以下方法依次配对:把第一个天干“甲”与第一个地支“子”配出“甲子”,把第二个天干“乙”与第二个地支“丑”配出“乙丑”,,若天干用完,则再从第一个天干开始循环使用,若地支用完,则再从第一个地支开始循环使用.已知2022年是壬寅年,则813年以后是年.。
第3讲二项式定理基础梳理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*)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C r n(r=0,1,…,n)叫二项式系数.数)(注意区别于该项的系式中的C r n a n-r b r叫二项展开式的通项,用T r+1表示,即通项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C0n,C1n,一直到C n-1n,C n n.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C r n=C n-rn.(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C n2n取得最大值;当n是奇数时,中间两项C n-12n,Cn+12n取得最大值.(3)各二项式系数和:C0n+C1n+C2n+…+C r n+…+C n n=2n;C0n+C2n+C4n+…=C1n+C3n+C5n+…=2n-1.双基自测1.(1+2x)5的展开式中,x2的系数等于().A.80 B.40 C.20 D.102.若(1+2)5=a+b2(a,b为有理数),则a+b=().A.45 B.55 C.70 D.803.若(x-1)4=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4,则a0+a2+a4的值为().A .9B .8C .7D .64.(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 =( ).A .6B .7C .8D .95.设(x -1)21=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 21x 21,则a 10+a 11=________.考向一 二项展开式中的特定项或特定项的系数【例1】►6的展开式中常数项是 ;含x 2的项的系数是【训练1】 1、 已知在⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫3x -33x n 的展开式中,第6项为常数项. (1)求n ;(2)求含x 2的项的系数;(3)求展开式中所有的有理项.2、若⎝⎛⎭⎪⎫x -a x 26展开式的常数项为60,则常数a 的值为________.考向二 二项式的和与积【例2】► 1、在()61x x +的展开式中,含3x 项的系数是2、(1+2x )3(1-x )4展开式中x 项的系数为________.【训练2】1、()5223++x x 的展开式中3x 的系数是_______.2、25()x x y ++的展开式中,52x y 的系数为_______.考向二 二项式定理中的赋值【例3】►二项式(2x -3y )9的展开式中,求:(1)二项式系数之和; (2)各项系数之和; (3)所有奇数项系数之和.【训练3】 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4】► 若多项式x 3+x 10=a 0+a 1(x +1)+…+a 9(x +1)9+a 10(x +1)10,则a 9=( ).A .9B .10C .-9D .-10【训练4】1、=-+⋅⋅⋅+-+-+=46622106,1113-2a x a x a x a a x 则)()()()( 2、=【例5】►2727327227127C C C C ++++ 除以9的余数为 。
二项式定理一、二项式的定义及特性:在数学中,二项式是由两个数a和b的和的n次幂构成的表达式,一般形式为(a+b)^n。
其中,a和b称为二项式的底数,n称为二项式的指数。
二项式展开式是把二项式求幂展开成多个同底次幂的和的形式。
二项式的特性有以下几点:1.二项式定理成立于任意实数指数n;2.二项式定理中的系数遵循以下规律:a)第n+1项的系数是C(n,0)=1;b)第n+2项的系数是C(n,1)=n;c)第n+3项的系数是C(n,2)=n(n-1)/2;d)以此类推,第n+1+k项的系数是C(n,k)=n(n-1)(n-2)...(n-k+1)/k!,其中0<=k<=n;3.二项式定理中各项的幂遵循以下规律:a)第n+1项的幂是a^n;b)第n+2项的幂是a^(n-1)b;c)第n+3项的幂是a^(n-2)b^2;d)以此类推,第n+1+k项的幂是a^(n-k)b^k。
二、二项式定理的几何解释:假设我们有一个二项式(a+b)^3,我们可以理解为在平面上有一个边长为a+b的正方形,我们需要计算这个正方形的面积。
通过展开(a+b)^3,我们可以得到展开式的各项系数与幂的关系:(a+b)^3 = C(3,0)a^3 + C(3,1)a^2b + C(3,2)ab^2 + C(3,3)b^3= a^3 + 3a^2b + 3ab^2 + b^3其中,a^3表示正方形内部长度为a的方块的个数,b^3表示正方形内部长度为b的方块的个数,3a^2b表示正方形上方三角形中的方块个数,3ab^2表示正方形右侧三角形中的方块个数。
所以根据二项式定理的几何解释,(a+b)^3展开式的各项系数与幂的关系,在几何意义上体现为正方形内部各个方块的个数。
三、二项式定理的证明方法:首先,我们假设定理对于n=k时成立,即(a+b)^k=C(k,0)a^k+C(k,1)a^(k-1)b+...+C(k,k)b^k,其中0<=k。
二项式定理高中数学二项式定理这玩意儿,听起来好像很吓人,啥“展开式”啊,“系数”啊,搞得好像要开个数学大会一样。
其实它并没有那么可怕。
咱们说白了,二项式定理就是一种用来展开(或者说拆开)像“(a+b)”这种式子的神奇工具。
你可能会问了,什么叫展开呢?简单来说就是把里面的东西拆开、整理得清清楚楚,告诉你它到底能长成什么样子。
打个比方,就像拆快递一样,把里面的东西一个个拿出来看清楚,哎哟,原来是个手机,不是个耳机,哈哈,是不是明白了?我们先从最基础的开始说,二项式定理就是帮助我们把像(a+b)的形式进行展开,看看它能变成什么模样。
比如说,你有(a+b)²,这个式子很常见吧?它到底是啥意思呢?你不妨先想想,(a+b)²就是(a+b)×(a+b),哎,就是这两个一模一样的东西相乘,咋弄呢?就拿“乘法分配律”那招吧,把a和b分别和另一个(a+b)里面的a和b都乘一遍。
你会得到:a×a + a×b + b×a + b×b,结果就是a² + 2ab + b²。
你瞧,这就是二项式定理的展开结果,超简单,完全可以照搬。
说实话,刚开始学的时候大家可能都会觉得这个很神秘,甚至会觉得有点蒙。
但其实呢,原来它的本质就是按部就班地去拆开它,明明白白地拿出来。
不过说到这里,你可能又在想了,怎么总是看到这类展开式里面的系数?是不是很复杂?别急,我们来聊聊这事儿。
其实啊,二项式定理里面的系数可不难搞。
你以为这系数是随便来的,其实它们是有规律的,这个规律叫“二项式系数”,它们可以通过一个叫做“杨辉三角”的东西来找。
这个东西可能看起来很复杂,但一旦你熟悉了它,便能像老朋友一样对它了如指掌。
我们从三角形的第一行开始数,开始算。
每一行的数都是通过上一行的数来加的,你就能找出这些系数,哦,这就是展开式里每一项前面的那个数。
举个例子哈,你如果有(a+b)³,那就等于(a+b)×(a+b)×(a+b)。
第3讲二项式定理一、知识梳理1.二项式定理(1)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*).(2)通项:第k+1项为T k+1=C k n a n-k b k.(3)二项式系数:二项展开式中各项的二项式系数为:C k n(k=0,1,2,…,n).2.二项式系数的性质常用结论1.两个常用公式(1)C0n+C1n+C2n+…+C n n=2n.(2)C0n+C2n+C4n+…=C1n+C3n+C5n+…=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.3.三个易错点(1)二项式定理中,通项公式T k +1=C k n a n -k b k是展开式的第k +1项,不是第k 项. (2)二项式系数与展开式中项的系数是两个不同的概念,在T k +1=C k n a n -k b k 中,C k n 是该项的二项式系数,该项的系数还与a ,b 有关.(3)二项式系数的最值与指数n 的奇偶性有关.当n 为偶数时,中间一项的二项式系数最大;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.二、习题改编1.(选修2-3P31例2(1)改编)(1+2x )5的展开式中,x 2的系数为________.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.答案:402.(选修2-3P31例2(2)改编)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________.解析:二项式系数之和2n=64,所以n =6,T k +1=C k 6·x6-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.答案:203.(选修2-3P41B 组T5改编)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________.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.答案:8一、思考辨析判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)(a +b )n 的展开式中的第r 项是C r n an -r b r.( ) (2)在二项展开式中,系数最大的项为中间一项或中间两项.( ) (3)在(a +b )n 的展开式中,每一项的二项式系数与a ,b 无关.( )(4)通项T r +1=C r n an -r b r 中的a 和b 不能互换.( ) (5)(a +b )n 展开式中某项的系数与该项的二项式系数相同.( ) 答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)×二、易错纠偏 常见误区|K(1)混淆“二项式系数”与“系数”致误;(2)配凑不当致误.1.在二项式⎝⎛⎭⎫x 2-2x n,的展开式中,所有二项式系数的和是32,则展开式中各项系数的和为________.解析:由题意得2n =32,所以n =5.令x =1,得各项系数的和为(1-2)5=-1. 答案:-12.已知(1+x )10=a 0+a 1(1-x )+a 2(1-x )2+…+a 10(1-x )10,则a 8=________.解析:因为(1+x )10=[2-(1-x )]10,所以其展开式的通项为T r +1=(-1)r 210-r ·C r 10(1-x )r,令r =8,得a 8=4C 810=180.答案:1803.(x +1)5(x -2)的展开式中x 2的系数为________.解析:(x +1)5(x -2)=x (x +1)5-2(x +1)5展开式中含有x 2的项为-20x 2+5x 2=-15x 2.故x 2的系数为-15.答案:-15求二项展开式的特定项或系数(师生共研)(1)在⎝⎛⎭⎫x -12x 5的展开式中,x 2的系数为________.(2)在二项式⎝⎛⎭⎫ax 2+1x 5的展开式中,若常数项为-10,则a =________.【解析】 (1)⎝⎛⎭⎫x -12x 5的展开式的通项T r +1=C r 5x 5-r ⎝⎛⎭⎫-12x r=⎝⎛⎭⎫-12rC r 5x 5-3r 2,令5-32r =2,得r =2,所以x 2的系数为C 25⎝⎛⎭⎫-122=52.(2)⎝⎛⎭⎫ax 2+1x 5的展开式的通项T r +1=C r 5(ax 2)5-r ×⎝⎛⎭⎫1x r=C r 5a 5-r x 10-5r 2,令10-5r 2=0,得r =4,所以C 45a5-4=-10,解得a =-2. 【答案】 (1)52(2)-2求二项展开式中的特定项的系数问题的步骤(1)利用通项将T k +1项写出并化简.(2)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k .(3)代回通项得所求.1.⎝⎛⎭⎫x 2-12x 6的展开式中,常数项是( ) A .-54B .54C .-1516D .1516解析:选D.T r +1=C r 6(x 2)6-r⎝⎛⎭⎫-12x r =⎝⎛⎭⎫-12rC r 6x12-3r ,令12-3r =0,解得r =4,所以常数项为⎝⎛⎭⎫-124C 46=1516. 2.⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫3x -123x 10的展开式中所有的有理项为________. 解析:二项展开式的通项为T k +1=C k 10⎝⎛⎭⎫-12kx10-2k3,由题意10-2k3∈Z ,且0≤k ≤10,k∈N .令10-2k 3=r (r ∈Z ),则10-2k =3r ,k =5-32r ,因为k ∈N ,所以r 应为偶数.所以r可取2,0,-2,即k 可取2,5,8,所以第3项,第6项与第9项为有理项,它们分别为454x 2,-638,45256x -2.答案:454x 2,-638,45256x -2二项式系数与各项系数和问题(师生共研)(1)在⎝⎛⎭⎫x +3x n的展开式中,各项系数和与二项式系数和之比为64∶1,则x 3的系数为( )A .15B .45C .135D .405(2)若(1-x )9=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 9x 9,则|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a 9|=( ) A .1 B .513 C .512D .511【解析】 (1)由题意知4n 2n =64,得n =6,展开式的通项为T r +1=C r 6x 6-r ⎝⎛⎭⎫3x r =3r C r 6x 6-3r 2,令6-3r2=3,得r =2,则x 3的系数为32C 26=135.故选C. (2)令x =0,得a 0=1,令x =-1,得|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a 9|=[1-(-1)]9-1=29-1=511.【答案】 (1)C (2)D“赋值法”普遍应用于恒等式,是一种处理与二项式相关问题的比较常用的方法.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,只需令x =1即可.1.⎝⎛⎭⎪⎫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 解析:选A.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.若(1+x )(1-2x )8=a 0+a 1x +…+a 9x 9,x ∈R ,则a 1·2+a 2·22+…+a 9·29的值为( ) A .29 B .29-1 C .39D .39-1解析:选D.(1+x )(1-2x )8=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 9x 9,令x =0,得a 0=1;令x =2,得a 0+a 1·2+a 2·22+…+a 9·29=39,所以a 1·2+a 2·22+…+a 9·29=39-1.故选D.多项式的展开式问题(多维探究) 角度一 几个多项式的和的展开式问题在(1+x )+(1+x )2+(1+x )3+…+(1+x )11的展开式中,x 2项的系数是( )A .55B .66C .165D .220【解析】 展开式中x 2项的系数是C 22+C 23+C 24+…+C 211=C 33+C 23+C 24+…+C 211=C 34+C 24+…+C 211=…=C 312,所以x 2项的系数是C 312=220.故选D. 【答案】 D几个多项式和的展开式中的特定项(系数)问题的处理方法:先分别求出每一个多项式中的特定项,再合并.通常要用到方程或不等式的知识求解.角度二 几个多项式的积的展开式问题(1)(2019·高考全国卷Ⅲ)(1+2x 2)(1+x )4的展开式中x 3的系数为( )A .12B .16C .20D .24(2)(2020·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)展开式中含x 3的项可以由“1与x 3”和“2x 2与x ”的乘积组成,则x 3的系数为C 34+2C 14=4+8=12.(2)(ax +1)6的展开式中x 2项的系数为C 46a 2,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)A (2)25求解形如(a +b )m (c +d )n 的展开式问题的思路(1)若m ,n 中有一个比较小,可考虑把它展开,如(a +b )2·(c +d )n =(a 2+2ab +b 2)(c +d )n ,然后分别求解.(2)观察(a +b )(c +d )是否可以合并,如(1+x )5·(1-x )7=[(1+x )(1-x )]5(1-x )2=(1-x 2)5(1-x )2.(3)分别得到(a +b )m ,(c +d )n 的通项,综合考虑.角度三 三项展开式的定项问题(1)(x 2-x +1)10的展开式中x 3项的系数为( )A .-210B .210C .30D .-30(2)(x 2+x +y )5的展开式中x 5y 2的系数为( ) A .10 B .20 C .30D .60【解析】 (1)(x 2-x +1)10=[x 2-(x -1)]10=C 010(x 2)10-C 110(x 2)9(x -1)+…-C 910x 2(x -1)9+C 1010(x -1)10,所以含x 3项的系数为:-C 910C 89+C 1010(-C 710)=-210.(2)(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,故选C.【答案】 (1)A (2)C三项展开式中的特定项(系数)问题的处理方法(1)通常将三项式转化为二项式积的形式,然后利用多项式积的展开式中的特定项(系数)问题的处理方法求解.(2)将其中某两项看成一个整体,直接利用二项式定理展开,然后再分类考虑特定项产生的所有可能情形.1.已知(1+x )+(1+x )2+…+(1+x )n =a 0+a 1x +a 2x 2+…+a n x n (n ∈N *),若a 0+a 1+…+a n =62,则log n 25等于________.解析:令x =1可得a 0+a 1+a 2+…+a n =2+22+23+ (2)=2(2n -1)2-1=2n +1-2=62,解得n =5,所以log n 25=2.答案:22.在⎝⎛⎭⎫x -1x (2x -1)6的展开式中,x 3的系数是_________________________________. (用数字作答)解析:由题意得,⎝⎛⎭⎫x -1x (2x -1)6的展开式中含x 3的项为x C 46(2x )2(-1)4+⎝⎛⎭⎫-1x C 26(2x )4(-1)2=-180x 3,所以展开式中x 3的系数为-180.答案:-1803.在⎝⎛⎭⎫2+x -x 2 0182 01712的展开式中,x 5项的系数为________. 解析:T r +1=C r 12(2+x )12-r ·⎝⎛⎭⎫-x 2 0182 017r,要出现x 5项,则r =0,T 1=(2+x )12,所以x 5项的系数为22C 1012=4C 1012=264.答案:264[基础题组练]1.⎝⎛⎭⎫2x 2-x 43的展开式中的常数项为( ) A .-3 2 B .3 2 C .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.(1+x )5+(1+x )6+(1+x )7的展开式中x 4的系数为( ) A .50 B .55 C .45D .60解析:选B.(1+x )5+(1+x )6+(1+x )7的展开式中x 4的系数是C 45+C 46+C 47=55.故选B. 3.(2020·四川成都实验外国语学校二诊)已知⎝⎛⎭⎪⎫x +33x n的展开式中,各项系数的和与其各项二项式系数的和之比为64,则n =( )A .4B .5C .6D .7解析:选C.二项式⎝ ⎛⎭⎪⎫x +33x n 的各项系数的和为(1+3)n =4n,二项式⎝ ⎛⎭⎪⎫x +33x n的各项二项式系数的和为2n,因为各项系数的和与其各项二项式系数的和之比为64,所以4n 2n =2n=64,n =6.故选C.4.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.因为(1-x )5=(-x )5+5x 4+C 35(-x )3+…,所以在(1-x )5·(2x +1)的展开式中,含x 4项的系数为5-2C 35=-15.故选B.5.1+(1+x )+(1+x )2+…+(1+x )n 的展开式的各项系数之和为( ) A .2n -1 B .2n -1 C .2n +1-1D .2n解析:选C.令x =1,得1+2+22+…+2n =1×(2n +1-1)2-1=2n +1-1.6.(2020·湖南岳阳二模)将多项式a 6x 6+a 5x 5+…+a 1x +a 0分解因式得(x -2)(x +2)5,则a 5=( )A .8B .10C .12D .1解析:选A.(x -2)(x +2)5=(x 2-4)·(x +2)4,所以(x +2)4的展开式中x 3的系数为C 14·21=8,所以a 5=8.故选A.7.(x 2+2)⎝⎛⎭⎫1x -15展开式中的常数项是( )A .12B .-12C .8D .-8解析:选B.⎝⎛⎭⎫1x -15展开式的通项公式为T r +1=C r 5⎝⎛⎭⎫1x 5-r(-1)r =(-1)r C r 5xr -5,当r -5=-2或r -5=0,即r =3或r =5时,展开式的常数项是(-1)3C 35+2(-1)5C 55=-12.故选B.8.⎝⎛⎭⎫x +1x +15展开式中的常数项为( ) A .1 B .21 C .31D .51解析:选D.因为⎝⎛⎭⎫x +1x +15=⎣⎡⎦⎤(x +1)+1x 5=C 05(x +1)5+C 15(x +1)4·1x+C 25(x +1)3·⎝⎛⎭⎫1x 2+C 35(x +1)2·⎝⎛⎭⎫1x 3+C 45(x +1)1·⎝⎛⎭⎫1x 4+C 55⎝⎛⎭⎫1x 5. 所以⎝⎛⎭⎫x +1x +15展开式中的常数项为C 05·C 55·15+C 15·C 34·13+C 25·C 13·12=51.故选D. 9.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.故选B. 10.(2020·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 .12C .1D .2解析:选D.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.11.若(1+x +x 2)n =a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 2n x 2n ,则a 0+a 2+a 4+…+a 2n 等于( ) A .2nB .3n -12C .2n +1D .3n +12解析:选D.设f (x )=(1+x +x 2)n , 则f (1)=3n =a 0+a 1+a 2+…+a 2n ,① f (-1)=1=a 0-a 1+a 2-a 3+…+a 2n ,②由①+②得2(a 0+a 2+a 4+…+a 2n )=f (1)+f (-1), 所以a 0+a 2+a 4+…+a 2n =f (1)+f (-1)2=3n +12.12.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,故选D.13.(x y -y x )4的展开式中,x 3y 3项的系数为________.解析:二项展开式的通项是T k +1=C k 4(x y )4-k ·(-y x )k =(-1)k C k 4x 4-k 2y 2+k 2,令4-k 2=2+k 2=3,解得k =2,故展开式中x 3y 3的系数为(-1)2C 24=6. 答案:614.⎝⎛⎭⎫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,则r =5,故展开式中的常数项为C 510·⎝⎛⎭⎫125=6322. 答案:6322 15.已知二项式⎝ ⎛⎭⎪⎫x +124x n的展开式中,前三项的二项式系数之和为37,则n =________,展开式中的第五项为________. 解析:二项式⎝ ⎛⎭⎪⎫x +124x n的展开式中,前三项的二项式系数之和为C 0n +C 1n +C 2n =1+n +n (n -1)2=37,则n =8,故展开式中的第五项为C 48·124·x =358x . 答案:8 358x 16.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:(x +y )2m 展开式中二项式系数的最大值为C m 2m ,所以a =C m 2m .同理,b =C m +12m +1. 因为13a =7b ,所以13·C m 2m =7·C m +12m +1.所以13·(2m )!m !m !=7·(2m +1)!(m +1)!m !. 所以m =6.答案:6[综合题组练]1.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,故选C.2.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:选D.512 018+a =(52-1)2 018+a =C 02 018522 018-C 12 018522 017+…+C 2 0172 018×52×(-1)2 017+C 2 0182 018×(-1)2 018+a .因为52能被13整除,所以只需C 2 0182 018×(-1)2 018+a 能被13整除,即a +1能被13整除,所以a =12.3.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________.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.答案:64.设a =⎠⎛012x d x ,则二项式⎝⎛⎭⎫ax 2-1x 6的展开式中的常数项为________. 解析:a =⎠⎛012x 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:155.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)因为a 0=C 07=1,所以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)因为(1-2x )7的展开式中a 0,a 2,a 4,a 6大于零,而a 1,a 3,a 5,a 7小于零, 所以|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)=2 187.6.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4-3r4必为整数,即r=0,4,8,共3项,这3项分别是T1=x4,T5=358x,T9=1256x2.(3)设第r+1项的系数为a r+1最大,则a r+1=2-r C r8,则a r+1a r=2-r C r82-(r-1)C r-18=9-r2r≥1,a r+1 a r+2=2-r C r82-(r+1)C r+18=2(r+1)8-r≥1,解得2≤r≤3.当r=2时,a3=2-2C28=7,当r=3时,a4=2-3C38=7,因此,第3项和第4项的系数最大,故系数最大的项为T3=7x52,T4=7x74.。