二项式定理典型例题举例
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二项式定理典型例题举例
例1 在二项式n
x x ⎪⎭
⎫ ⎝⎛
+4
21的展开式中,前三项的系数成等差数列,求展开式中所有有理项.
分析:本题是典型的特定项问题,涉及到前三项的系数及有理项,可以通过抓通项公式解决.
解:二项式的展开式的通项公式为:
4
324
121C 21)(C r
n r r n r
r n r n r x x x T --+=⎪⎭
⎫ ⎝⎛=
前三项的.2,1,0=r 得系数为:)1(8
141C ,2121C ,123121-=====n n t n t t n n , 由已知:)1(8
1
12312-+=+=n n n t t t ,
∴8=n 通项公式为
143168
1,82,1,02
1C +-
+==r r
r r r T r x T 为有理项,故r 316-是4的倍数,
∴.8,4,0=r
依次得到有理项为22
888944
8
541256
121C ,83521C ,x x T x x T x T =====-. 说明:本题通过抓特定项满足的条件,利用通项公式求出了r 的取值,得到了有理
项.类似地,100
3)32(+的展开式中有多少项是有理项?可以通过抓通项中r 的取值,得
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例2 求10
3
21⎪⎭
⎫ ⎝⎛
-x x 的展开式中,系数绝对值最大的项以及系数最大的项. 分析:本题仍然属于抓通项公式解决特定项的问题,但是系数的绝对值的最大值或系数的最大值,需要对所有项的系数的变化规律进行研究.由于系数的绝对值都是正数,我们可以用作商来研究系数绝对值的变化情况,另外各项系数正负交替,又便于用系数绝对值的大小变化抓系数的最大值.
解:展开式的通项公式为:6
53010
12
)1(C r r
r r r x T --+⋅⋅-=
系数的绝对值为r
r
-⋅2C 10,记为1+r t . 用前后两项系数的绝对值作商得:
.)
1(210!102)!10(!)!9()!1(!10C 2C 2C 2C 1011010)1(1101
2+-=⋅-⨯-⋅+==⋅⋅=+-+-+++r r r r r r t t r
r r r r r r r 令
1)1(210≥+-r r 得:3
8
≤r 即0=r 、1、2时,上述不等式成立.
所以,系数的绝对值从第1项到第4项增加,以后逐项减小. 系数绝对值最大的项为第4项,2
52
53
3
4
10
4152)1(C x x T -=-=-.
从系数绝对值的变化情况及系数的正负交替,只要比较第3项与第5项的系数,
.8
105162102C ,4452C 44
10522103==⋅==
⋅=--t t 所以,系数最大的项为第5项,3
5
58
105x t =. 例3 已知7
722107)21(x a x a x a a x ++++=- ,
求:(1)7321a a a a ++++ ; (2)7531a a a a +++; (3)6420a a a a +++.
分析:本题是有关展开式系数和的问题,通过对等式中字母的赋值,往往会得到此类问题的结果.字母经常取的值有0、1、-1等.
解:(1)取0=x 可得10=a ,
取1=x 得1)1(7
710-=-=+++a a a .
∴27321-=++++a a a a .
(2)取1-=x 得7
7632103=-++-+-a a a a a a ,
记75316420,a a a a B a a a a A +++=+++=. ∴7
3,1=--=+B A B A .
可得1094)31(2
1
,1093)13(2177-=+-==-=
B A 从而10947531-=+++a a a a .
(3)从(2)的计算已知10936420=+++a a a a .
说明:赋值法不仅可以用来求二项展开式的系数和,对于展开式为多项式的代数式的系数和大多数也能用此方法解决,如:6
5)21()1(x x -⋅+的展开式中各项的系数和为多少?可以看到6
5
)21()1(x x -+的展开式仍是多项式,令1=x ,即得各项系数和为
32)1(265=-.再比如:
n n n x a x a x a a x x 2222102)1(++++=++ ,则n a a a a 2420++++ 等于多少?本
题可以由取1=x 得到各项系数和,取1-=x 得到奇数项系数和减去偶数项系数和,两式相加可得)13(2
1220+=
+++n
n a a a .此外,为了赋值的需要,有时需要用一个新的二项式替换原来二项式,只要它们的系数等同即可.如:n
x x )log 2(2+的展开式中各项的系数和是多少?我们可以用一个更简单的二项式n
x )21(+代替原来的二项式,它们的系数并不改变,令1=x 便得各项系数和为n 3.
例4 (1)求10
3
)1()1(x x +-展开式中5x 的系数;
(2)求6)21
(++
x
x 展开式中的常数项. 分析:本题的两小题都不是二项式展开,但可以转化为二项式展开的问题, (1)可以视为两个二项展开式相乘; (2)可以经过代数式变形转化为二项式.
解:(1)10
3)1()1(x x +-展开式中的5x 可以看成下列几种方式得到,然后合并同类项: 用3)1(x -展开式中的常数项乘以10)1(x +展开式中的5x 项,可以得到5
510C x ;用
3)1(x -展开式中的一次项乘以10)1(x +展开式中的4x 项可得到54104410C 3)C )(3(x x x -=-;用3)1(x -中的2x 乘以10)1(x +展开式中的3x 可得到531033102C 3C 3x x x =⋅;用 3
)1(x -中的3x 项乘以10)1(x +展开式中的2x 项可得到5
2102210
3C C 3x x x -=⋅-,合并同类项得5x 项为: