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2020—2021学年高二数学下学期期末考试备考提优复习
02 二项式定理
【例题精讲】
一、利用通项公式求二项式定理的特定项或系数问题
公式:(n).这个公式表示的定理叫做二项式定理.在上式中右边的多项式叫做(a+b)n的二项展开式,其中的系数(r=0,1,…,n)叫做二项式系数,式中的叫做二项展开式的通项,用Tr+1表示,即Tr+1=.
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)二项式系数从,,一直到,.
3.“杨辉三角”与二项式系数的性质
(1)“杨辉三角”有如下规律:左右两边斜行都是1,其余各数都等于它“肩上”两个数字之和.
(2)对称性:在二项展开式中与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等,即=.
(3)增减性与最大值:二项式系数,当k<时,二项式系数逐渐增大;当k>时,二项式系数逐渐减小.当n是偶数时,中间一项的二项式系数最大;当n是奇数时,中间两项的二项式系数最大.
(4)各二项式系数的和:的展开式的各项二项式系数之和为,即++…+=.
(5)奇数项的二项式系数之和等于偶数项的二项式系数之和,即++…=++…=.
(一)求展开式的特定项或系数
例1.(1)展开式中第6项的二项式系数为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由已知得通项为:,,故第六项的二项式系数为:.
(2)展开式中的常数项是
A. B. C.90 D.270
【答案】A
【解析】的通项公式,令,解得,则,
故展开式中的常数项是.
(3)二项式的展开式中的系数为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】二项式的展开式的通项公式为,令,解得,
故二项式的展开式中的系数为.
(4)在二项式的展开式中,有理项的个数为 .
【答案】3
【解析】二项式的展开式中,通项公式为,令为整数,可得,4,8,故展开式的有理想共有3项.
(二)求展开式的特定项或系数
例2.(1)的展开式中的系数为
A.45 B. C.120 D.
【答案】A
【解析】的展开式的通项公式为,
对于,它的通项公式为,,令,可得,,故展开式中的系数为.
(2)的展开式中,常数项为
A.1 B.3 C.4 D.13
【答案】D
【解析】由于的表示4个因式的乘积,
故展开式中的常数项可能有以下几种情况:①所有的因式都取1;②有2个因式取,一个因式取1,一个因式取;故展开式中的常数项为.
(三)两个二项式相乘的系数问题
例3.(1)的展开式中,项的系数为
A. B.17 C.20 D.63
【答案】B
【解析】因为的展开式通项公式为:,令分别取0,1,2;
展开式中含项为;含项的系数是17.
(2)的展开式的常数项是 .
【答案】3
【解析】二项式,故它的展开式的常数项为.
二、二项式系数或系数的最值问题
例1.在二项式的展开式中,该二项展开式中系数最大的项为 .
【答案】
【解析】在二项式的展开式中,通项公式为,
故第项的系数为,由,可得,,
故当时,该二项展开式中系数最大,即该项为.
例2.(多选)若的展开式中第3项与第8项的系数相等,则展开式中二项式系数最大的项为
A.第3项 B.第4项 C.第5项 D.第6项
【答案】CD
【解析】的展开式中第3项与第8项的系数相等,;所以,则展开式中二项式系数最大的项为第五项和第六项.
例3.已知的二项展开式中,某一项的系数是它前一项系数的2倍,是它后一项系数的.
(1)求的值;
(2)求的展开式中系数最大的项.
【解析】解:(1)根据题意,设该项为第项,则有,
即亦即,解得,.
(2)设第项系数最大,则有,
即亦即,解得,
,二项式展开式中系数最大的项为.
三、二项式系数和或系数和问题
例1.若,,则下列结论正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】,,
令,可得,故错误;
令,可得,故,故错误;
根据,
可得,
再令,可得,故正确;
对已知等式两边求导,可得,
令,可得,
由二项展开式的通项公式可得,
所以,故错误.
例2.(多选)已知,则下列结论正确的是
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【解析】,
令,得,
令,得,所以,故正确;
由,
所以,故错误;
令,得,
所以,又,所以,故正确;
设,
则,
令,得,故正确.
例3.设,,则的值为 .
【答案】128
【解析】,
取,得,
取,得,
两式作和得,
两式作差得,
.
四、二项式定理的应用
例1.已知,且,可以得到几种重要的变式,如:,将赋给,就