杨辉三角在二项式中的应用
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杨辉三角在二项是中的应用
一、课题:二项式系数的性质(1)
二、教学目标:1.理解和掌握二项式系数的性质,并会简单的应用;
2.初步了解用赋值法是解决二项式系数问题;
3.能用函数的观点分析处理二项式系数的性质,提高分析问题和解决问题的能力。
三、教学重点、难点:二项式系数的性质及其对性质的理解和应用。
四、教学过程:
(一)复习:
1.二项式定理,二项展开式的通项及二项式系数.
(二)新课讲解:
1.二项式系数表(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,如下表所示:
1()a b +……………………1 1
2()a b +…………………1 2 1
3()a b +………………1 3 3 1
4()a b +……………1 4 6 4 1
5()a b +…………1 5 10 10 5 1
6()a b +………1 6 15 20 15 6 1
………………………………
上表叫二项式系数表,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(为什么?)
这个表早在我国南宋数学家杨辉1261年所著的《详解九章算法》就已经出现,这个表叫杨辉三角。
利用这一性质,可根据相应于n 的各项二项式系数写出相应于1n +的各项二项式系数。
2.二项式系数的性质:
()n a b +展开式的二项式系数是0n C ,1n C ,2n C ,…,n n C .r n C 可以看成以r 为自变量的函数()f r
定义域是{0,1,2,,}n ,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(∵m n m n n C C -=). 直线2
n r =是图象的对称轴. (2)增减性与最大值.∵1(1)(2)(1)1!k k n n n n n n k n k C C k k
----+-+=
=⋅, ∴k n C 相对于1k n C -的增减情况由1n k k -+决定,1112
n k n k k -++>⇔<, 当12n k +<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,且在中间取得最大值; 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 n C
-,12n n C +取得最大值. (3)各二项式系数和:
∵1(1)1n r r n n n x C x C x x +=++
++
+,令1x =, 则0122n r n n n n n n C C C C C =++++++.
3.例题分析:
例1 在()n
a b +的展开式中,奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和。
证明:在展开式01()()n n 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 -*+=+++++∈中, 令1,1a b ==-,则0123(11)(1)n n n n n n n n C C C C C -=-+-+
+-,
即02130()()n n n n C C C C =++
-++,
∴0213n n n n C C C C ++=++,
即在()n a b +的展开式中,奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和.
说明:由性质(3)及例1知021312n n n n n C C C C -++
=++=.
例2 已知7270127(12)x a a x a x a x -=++++,求:
(1)127a a a +++; (2)1357a a a a +++; (3)017||||||a a a +++. 解:(1)当1x =时,77(12)(12)1x -=-=-,展开式右边为0127a a a a ++++ ∴0127a a a a ++++1=-,当0x =时,01a =,
∴127112a a a +++=--=-, (2)令1x =, 0127a a a a ++++1=- ① 令1x =-,7012345673a a a a a a a a -+-+-+-= ②
①-② 得:7
13572()13a a a a +++=--,∴ 1357a a a a +++=7
132
+-. (3)由展开式知:1357,,,a a a a 均为负,0248,,,a a a a 均为正, ∴由(2)中①+② 得:702462()13a a a a +++=-+,
∴ 7
0246132
a a a a -++++=, ∴017||||||a a a +++=01234567a a a a a a a a -+-+-+-
702461357()()3a a a a a a a a =+++-+++=.
五、课堂练习:课本第110页 练习1,2,3题,
六、课堂小结:1.性质1是组合数公式r n r n n C C -=的再现,性质2是从函数的角度研究的二项式系数的单调性,性
质3是利用赋值法得出的二项展开式中所有二项式系数的和;
2.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,是求解二项展开式各项系数和的一种重要方法。
七、作业:
课本第111页 习题10.4 第7,8,9,10题,
补充:
已知:5025001250(2)a a x a x a x =++++,求:
2202501349()()a a a a a a ++
+-+++的值。