二项式定理习题课教学目标知识与技能1.能熟练地掌握二项式定理的展开式及其有关概念.2.会用二项式定理解决与二项展开式有关的简单问题.3.能熟练掌握杨辉三角及二项式系数的有关性质.4.会用二项式系数的性质解决一些简单问题,并能熟练地使用赋值法.过程与方法1.能解决二项展开式的有关概念问题:项、二项式系数、系数、有理项、无理项、常数项、整数项等.2.能用二项式定理解决诸如整除、近似值、求和等有关问题.3.能用二项式系数的有关性质,解决诸如:最值、二项式系数和、系数和等问题.情感、态度与价值观1.培养学生对整个数学知识的驾驭能力,能在一定高度上进行数学知识的应用.2.培养学生观察、归纳的能力以及分析问题与解决问题的能力.3.进一步提升学生学好数学用好数学的积极性,进一步提升学生学习数学的兴趣.重点难点教学重点:掌握二项展开式,掌握二项式系数的有关性质,掌握解决二项式定理性质等有关问题的方法.教学难点:利用二项式定理解决有关问题,利用二项式系数的性质解决有关问题.教学过程复习巩顾前面我们学习了二项式定理,请回顾:1.(a+b)n=________________(n∈N*),这个公式表示的定理叫做二项式定理,公式右边的多项式叫做(a+b)n的______________,其中C r n(r=0,1,2,…,n)叫做______________,通项是指展开式的第__________________项,共有____________项.其中二项式系数是____________,系数是____________.2.二项式系数的四个性质(杨辉三角的规律) (1)对称性:____________________. (2)性质2:______________________.(3)二项式系数的最大值________________________.(4)二项式系数之和____________________,所用方法是____________________. 答案:1.(a +b)n=C 0n a n+C 1n an -1b +C 2n an -2b 2+…+C r n an -r b r+…+C n n b n(n∈N )、展开式、二项式系数、r +1、n +1、C rn 、变量前的常数2.(1)C mn =-mn (2)C rn +1=C r -1n +C rn(3)当n 是偶数时,中间的一项取得最大值,即C n2n 最大;当n 是奇数时,中间的两项相等,且同时取得最大值,即C n -12n =C n +12n 最大(4)C 0n +C 1n +C 2n +…+C rn +…+C nn =2n赋值法典型示例类型一:二项展开式的有关概念 例1试求:(1)(x 3-2x 2)5的展开式中x 5的系数;(2)(2x 2-1x)6的展开式中的常数项;(3)在(3x +32)100的展开式中,系数为有理数的项的个数.思路分析:理解二项展开式的有关概念,什么是二项式系数,什么是系数,什么是项,什么是常数项、有理项、无理项等,其实都是由通项入手,根据变量的系数、指数进行判断,当指数为0时是常数项,当指数是整数时是有理项,当指数是分数时是无理项.解:(1)T r +1=C r5(x 3)5-r(-2x2)r =(-2)r C r 5x 15-5r ,依题意15-5r =5,解得r =2.故(-2)2C 25=40为所求x 5的系数.(2)T r +1=C r 6(2x 2)6-r(-1x)r =(-1)r ·26-r ·C r 6x 12-3r ,依题意12-3r =0,解得r =4.故(-1)4·22C 26=60为所求的常数项.(3)T r +1=C r 100(3x)100-r(32)r =C r100·350-r 2·2r 3x 100-r ,要使x 的系数为有理数,指数50-r 2与r 3都必须是整数,因此r 应是6的倍数,即r =6k(k∈Z ),又0≤6k≤100,解得0≤k≤1623(k∈Z ),∴x 的系数为有理数的项共有17项.点评:求二项展开式中具有某特定性质的项,关键是确定r 的值或取值X 围.应当注意的是二项式系数与二项展开式中各项的系数不是同一概念,要加以区分.[巩固练习]试求:(1)(x +2)10(x 2-1)的展开式中x 10的系数;(2)(|x|+1|x|-2)3的展开式中的常数项.解:(1)∵(x+2)10=x 10+20x 9+180x 8+…,∴(x+2)10(x 2-1)的展开式中x 10的系数是-1+180=179.(2)∵(|x|+1|x|-2)3=(|x|-1|x|)6,∴所求展开式中的常数项是-C 36=-20.类型二:二项展开式的有关应用——简单应用例2求(x -1)-(x -1)2+(x -1)3-(x -1)4+(x -1)5的展开式中x 2的系数. 解:∵(x-1)-(x -1)2+(x -1)3-(x -1)4+(x -1)5=x -1{1-[-x -1]5}1-[-x -1]=x -1+x -16x ,∴所求展开式中x 2的系数就是(x -1)6的展开式中x 3的系数-C 36=-20.点评:这是一组将一个二项式扩展为假设干个二项式相乘或相加,或扩展为简单的三项展开式的问题,求解的关键在于转化为二项展开式的问题,转化时要注意分析题目中式子的结构特征.能够最大限度地考查学生对知识的把握程度.[巩固练习](1-x)5+(1-x)6+(1-x)7+(1-x)8的展开式中x 3项的系数是( )A .74B .121C .-74D .-121 解析:先求和:(1-x)5+(1-x)6+(1-x)7+(1-x)8=1-x 5[1-1-x4]1-1-x=1-x5[4x -6x 2+4x 3-x 4]x,分子的展开式中x 4的系数,即为原式的展开式中x 3项的系数,(-1)×1+4×(-C 15)-6C 25+4×(-C 35)=-1-20-60-40=-121,所以选D.答案:D类型三:二项展开式的有关应用:整除、不等式、近似值等问题 例3证明:(1)2≤(1+1n)n <3,其中n∈N *;(2)证明:对任意非负整数n,33n-26n -1可被676整除.思路分析:对于二项式中的不等式,通过展开式,分析其中的特殊项,可以证明一些简单的不等式问题;对于整除问题同样如此,关键是把二项式拆成676的形式;对于比较麻烦的数列问题,我们经常采用的方法就是数学归纳法,此题也不例外.证明:(1)(1+1n )n =1+C 1n ·1n +C 2n (1n )2+…≥2(当且仅当n =1时取等号).当n =1时,(1+1n)n=2<3显然成立;当n≥2时,(1+1n )n =C 0n +C 1n ·1n +C 2n ·1n 2+…+C nn ·1n n =2+n(n -1)2!1n 2+n(n -1)(n -2)3!1n 3+…+n(n -1)…2·1n !1n n =2+12!n n n -1n +13!n n n -1n n -2n +…+1n !n n n -1n …2n 1n <2+12!+13!+…1n !<2+11×2+12×3+…+1n(n -1)=2+(1-12)+(12-13)+…+(1n -1-1n )=3-1n <3.综上所述:2≤(1+1n)n <3,其中n∈N *.(2)当n =0,n =1时33n-26n -1=0,显然33n-26n -1可被676整除.当n≥2时,33n-26n -1=27n-26n -1=(1+26)n-26n -1=1+26n +C 2n ·262+…+C nn ·26n-26n -1=C 2n ·262+C 3n ·263+…+C nn 26n=676(C 2n +26C 3n +…+26n -2C nn).综上所述:对任意非负整数n,33n-26n -1可被676整除.点评:用二项式定理解决整除问题是二项式定理的一大特色,这是二项展开式的一种基本应用,通过对二项式的拆解,我们可以解决一些看似很难但易解决的问题.[巩固练习]m ,n 是正整数,f(x)=(1+x)m+(1+x)n的展开式中x 的系数为7, (1)试求f(x)中的x 2的系数的最小值;(2)对于使f(x)中的x 2的系数为最小的m ,n ,求出此时x 3的系数; (3)利用上述结果,求f(0.003)的近似值(精确到0.01). 解:根据题意得:C 1m +C 1n =7,即m +n =7.(*)(1)x 2的系数为C 2m+C 2n=m(m -1)2+n(n -1)2=m 2+n 2-m -n2.将(*)变形为n =7-m 代入上式得:x 2的系数为m 2-7m +21=(m -72)2+354.故当m =3或4时,x 2的系数的最小值为9.(2)当m =3,n =4或m =4,n =3时,x 3的系数为C 33+C 34=5. (3)f(0.003)≈2.02.类型四:二项式系数的最大值、系数的最大值问题 例4求(x -1)9的展开式中系数最大的项.思路分析:二项式系数最大的项我们可以根据公式求解,但是系数最大的项怎么求呢?观察此题中二项式系数与系数之间的关系,我们发现它们只不过相差一个负号而已,所以可以通过二项式系数的大小反映系数的大小,只不过要注意正负号.解:T r +1=(-1)r C r 9x 9-r .∵C 49=C 59=126,而(-1)4=1,(-1)5=-1,∴T 5=126x 5是所求系数最大的项.点评:此类问题仍然是利用二项展开式的通项公式来求解,但在解题过程中要注意一些常用方法和数学思想的应用.[巩固练习] 求(x +124x)8展开式中系数最大的项.解:记第r 项系数为T r ,设第k 项系数最大,那么有⎩⎪⎨⎪⎧T k ≥T k -1,T k ≥T k +1,又T r =C r -182-r +1,那么有⎩⎪⎨⎪⎧C k -182-k +1≥C k -282-k +2,C k -182-k +1≥C k 82-k ,即⎩⎪⎨⎪⎧8!(k -1)!(9-k)!≥8!(k -2)!(10-k)!×2,8!(k -1)!(9-k)!×2≥8!k !(8-k)!,∴⎩⎪⎨⎪⎧1k -1≥2k -2,29-k ≥1k .解得3≤k≤4,∴系数最大的项为第3项T 3=7x 52和第4项T 4=7x 72.类型五:二项式系数之和、系数之和等问题例5假设(2x +3)4=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4,那么(a 0+a 2+a 4)2-(a 1+a 3)2的值等于__________;思路分析:注意到与系数的和差有关,所以可以用赋值法求得奇数项的系数之和与偶数项的系数之和,注意使用平方差公式.解:令x =1,得a 0+a 1+a 2+a 3+a 4=(2+3)4,令x =-1,得a 0-a 1+a 2-a 3+a 4=(3-2)4,由此可得(a 0+a 2+a 4)2-(a 1+a 3)2=(a 0+a 1+a 2+a 3+a 4)(a 0-a 1+a 2-a 3+a 4)=[(3+2)(3-2)]4=1.点评:在二项式系数的性质应用中,尤其是系数和的问题,我们经常使用赋值法,这是一种奇妙的方法,可以帮助我们在不用计算每一个系数的前提下,求出各个系数的和.[巩固练习](1-2x)7=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 7x 7, 求(1)a 0+a 1+…+a 7的值;(2)a 0+a 2+a 4+a 6及a 1+a 3+a 5+a 7的值; (3)各项二项式系数和.解:(1)令x =1,那么a 0+a 1+…+a 7=-1.(2)令x =-1,那么a 0-a 1+a 2-a 3+…+a 6-a 7=2 187. 那么a 1+a 3+a 5+a 7=-1 094;a 0+a 2+a 4+a 6=1 093. (3)各项二项式系数和C 07+C 17+…+C 77=27=128. [拓展实例]例1(1+3x)6(1+14x)10的展开式中的常数项为( )A.1 B.46 C.4 245 D.4 246思路分析:对于非一般的二项式问题,要注意转化成二项式问题解决.此题虽然有两个式子相乘,只要我们写出整个式子的通项,令指数为0,即可求得常数项.解:先求(1+3x)6的展开式中的通项.T r+1=C r6(x13)r=C r6xr3,r=0,1,2,3,4,5,6.再求(1+14x )10的展开式中的通项.T k+1=C k10(x-14)k=C k10x-k4,k=0,1,2,3,4,…,10.两通项相乘得:C r6x r3C k10x-k4=C r6C k10xr3-k4,令r3-k4=0,得4r=3k,这样一来,(r,k)只有三组:(0,0),(3,4),(6,8)满足要求.故常数项为:1+C36C410+C66C810=4 246.点评:对于乘积的式子或者三项的式子的展开问题,我们可以通过化归思想,将其转化成二项展开式问题.要注意此题中,常数项的位置有三处.[巩固练习](1+x+x2)(x+1x3)n的展开式中没有..常数项,n∈N*,且2≤n≤8,那么n=______.解析:依题意(x+1x3)n,对n∈N*,且2≤n≤8中,只有n=5时,其展开式既不出现常数项,也不会出现与x、x2乘积为常数的项.故填5.答案:5[变练演编](1)对于9100你能编出什么样的整除问题?如9100被________整除的余数是________.(2)(2x2-1x)6的展开式中的常数项是第____________项,整数项是第______________项,x的最高次项是第______________项,二项式系数之和是______________,系数之和是______________.将你能得到的所有正确的答案一一列举出来.答案:(1)这是一个开放性的问题,学生可以有多种答案,比如说9100被8整除的余数是1,9100被80整除的余数是1等等.(2)T r +1=C r6(2x 2)6-r(-1x)r =(-1)r ·26-r ·C r 6x 12-3r .依题意12-3r =0,解得r =4,所以常数项是第5项;整数项是第1,2,3,4,5项;x 的最高次项是第1项;二项式系数之和为64;系数之和为1.设计意图:变练演编——这种开放性的设计,能够有效地提高学生学习的积极性,使得编题不仅仅是老师的专利,学生在编题解题的过程中,领悟知识,提高能力,增长兴趣,增强信心,不仅有助于训练同学们的常规思维,还能培养同学们的逆向思维,最终提高学生的数学成绩.[达标检测] 1.(x -13x)12展开式中的常数项为( )A .-1 320B .1 320C .-220D .220 2.(1-x)6(1+x)4的展开式中x 的系数是( ) A .-4 B .-3 C .3 D .4 3.假设(1-2x)2 005=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 2 005x2 005(x∈R ),那么(a 0+a 1)+(a 0+a 2)+(a 0+a 3)+…+(a 0+a 2 005)=________(用数字作答).答案:1.C 2.B 3.2 003反考老师:即由学生出题,教师现场解答(约8分钟).(活动设计:请学生到黑板板书题目,要求别太烦琐,且与本节习题课内容相符.一般不多于3道题,教师尽可能全部解答,具体解答数目视题目难度和时间而定.教师要边做边讲,以向学生现场展示解题思路的发现过程和解题能力.做完后,请学生给“阅卷〞)课堂小结活动设计:先给学生1~2分钟的时间默写本节的主要基础知识、方法,例题、题目类型、解题规律等;然后用精练的、精确的语言概括本节的知识脉络,思想方法,解题规律等.活动成果:(板书)1.知识收获:二项式定理、二项展开式、二项式系数的性质.2.方法收获:利用二项式定理解决有关问题,利用二项式系数的性质解决有关问题. 3.思维收获:合作意识,创新精神,增加了学习数学的积极性,提升学习数学的兴趣. 设计意图:通过学生自己总结所学、所识、所想,不但能充分表达新课程的理念,还能充分发挥学生在课堂上的“主人翁〞精神,真正表达了学生的主体地位.不仅可以使学生更好地掌握本节所学,而且还能提高学生学习的主动性,提高学生学习数学的兴趣,久而久之,学生的数学水平与数学素养必定会得到长足的提高!补充练习[基础练习]1.计算1-3C 1n +9C 2n -27C 3n +…+(-1)n 3n C nn . 2.(x +1x -2)3的展开式中,常数项是________.3.(3x -13x2)n ,n∈N *的展开式中各项系数和为128,那么展开式中1x3的系数是( )A .7B .-7C .21D .-21 4.求(x -13x)10的展开式中有理项共有________项.1.解:原式=C 0n +C 1n (-3)1+C 2n (-3)2+C 3n (-3)3+…+C 3n (-3)n=(1-3)n=(-2)n. 2.解析:(x +1x -2)3=[(x -1)2x ]3=(x -1)6x 3. 上述式子展开后常数项只有一项C 36x3-13x3,即-20.3.解析:由条件可得:(3-1)n=128,n =7. ∵T r +1=(-1)r C r7(3x)7-r(13x2)r =(-1)r C r 737-rx7-53r.令7-5r3=-3,那么有:r =6.所以二项展开式中1x 3的系数是:T 7=(-1)6C 6737-6=21,应选C.4.解析:∵T r +1=C r10(x)10-r(-13x)r =C r 10(-1)rx5-56r.∴当r =0,6时,所对应的项是有理项.故展开式中有理项有2项. [拓展练习]5.(1+kx 2)6(k 是正整数)的展开式中,x 8的系数小于120,那么k =____________. 6.设n∈N ,那么C 1n +C 2n 6+C 3n 62+…+C n n 6n -1=____________.5.解析:(1+kx 2)6按二项式定理展开的通项为T r +1=C r6(kx 2)r=C r 6k r x 2r,我们知道x 8的系数为C 46k 4=15k 4,即15k 4<120,也即k 4<8,而k 是正整数,故k 只能取1.6.解:C 1n +C 2n 6+C 3n 62+…+C n n 6n -1=16C 0n +C 1n +C 2n 6+…+C n n 6n -1-16C 0n =16(C 0n +C 1n 6+C 2n 62+…+C n n 6n -1)=16[(1+6)n-1]=16(7n -1).设计说明二项式定理的内容,是各地高考中经常要考查的内容之一,其形式主要是选择题和填空题,题型往往相对稳定,思路方法常常是利用二项展开式的通项公式、二项式系数的有关性质等.常见的二项式问题有:求二项展开式中某一项或某一项的系数,求所有项系数的和或奇(偶)数项系数和,求展开式的项数,求常数项,求近似值,证明不等式等.实际教学的过程中,要努力把表现的机会让给学生,以发挥他们的自主精神;尽量创造让学生活动的机会,以让学生在直接体验中建构自己的知识体系;尽量引导学生发挥其创造意识,以使他们能在创造的氛围中学习.二项式定理是初中学习的多项式乘法的继续,它所研究的是一种特殊的多项式——二项式的乘方的展开式.二项式定理既是排列组合的直接应用,又与概率理论中的三大概率分布之一的二项分布有着密切联系.掌握好二项式定理既可对初中学习的多项式的变形起到很好的复习、深化作用,又可以为进一步学习概率统计做好必要的知识储备.所以有必要掌握好二项式定理的相关内容.备课资料 二项式定理 同步练习选择题1.C 7n +1-C 7n =C 8n ,那么n 等于( )word11 / 11 A .14 B .12 C .13 D .152.C 0n +3C 1n +9C 2n …+3n C nn 的值等于( )A .4nB .3·4n C.4n 3-1 D.4n-133.C 111+C 311+…+C 911的值为( )A .2 048B .1 024C .1 023D .5124.(x +1)(2x +1)(3x +1)……(nx+1)展开式中x 的一次项系数为( )A .C n -1nB .C 2nC .C 2n +1D .不能用组合数表示5.设(1+x +x 2)n =a 0+a 1x +a 2x 2+…a 2n x 2n,那么a 0+a 1+a 2+…+a 2n 等于 …() A .22n B .3n C.3n -12 D.3n+126.假设n 是正奇数,那么7n +C 1n 7n -1+C 2n 7n -2+…C n -1n 7被9除的余数为( )A .2B .5C .7D .87.(1+x)2+(1+x)3+…+(1+x)10展开式中x 4的系数为( )A .C 511 B .C 411 C .C 510D .C 410填空题8.(a +b)n 展开式中第r 项为__________.9.11100-1的末位连续零的个数为__________.参考答案1.A 2.A 3.C 4.C 5.B 6.C 7.A5.提示:令x =1即可.8.T r =C r -1n a n +1-rb r -19.3。