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3.3 二项式定理与杨辉三角
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1.掌握二项式定理和二项展开式的通项公式,能解决与二项式有关的简单问题,重点培养数学运算和数学抽象核心素养.
2.了解“杨辉三角”的常见规律,掌握二项式系数的性质与“杨辉三角”的关系,重点培养直观想象核心素养.
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从(a+b)3=(a+b)(a+b)(a+b)出发利用组合知识,观察(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3中右边各项是如何形成的?
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提示:(a+b)3=(a+b)(a+b)(a+b),展开式中的任何一项都是在右边3个括号中各取一个字母相乘得到的,因此展开式中每一项都一定是3次项,即展开式中只能含有a3,a2b,ab2,b3.式右边展开后有多少个a2b呢?要得到a2b,式右边的3个括号中,要有1个取b(剩下的2个均取a),因此共有Ceq \o\al(1,3)种取法,所以有Ceq \o\al(1,3)个a2b.同理可知,式右边展开后有Ceq \o\al(2,3)个ab2.类似地,a3可以看成式右边的3个括号中取0个b得到的结果,而b3可以看成式右边的3个括号中取3个b得到的结果,因此(a+b)3=Ceq \o\al(0,3)a3+Ceq \o\al(1,3)a2b+Ceq \o\al(2,3)ab2+Ceq \o\al(3,3)b3.
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二项式定理及相关概念
二项式定理
(a+b)n=_________________________________________
二项展开式
等式__________
二项式系数
Ceq \o\al(k,n)为第k+1项的二项式系数
二项展开式的通项公式
Tk+1=__________
Ceq \o\al(0,n)an+Ceq \o\al(1,n)an-1b+…+Ceq \o\al(k,n)an-kbk+…+Ceq \o\al(n,n)bn(n∈N*)
右边的式子
Ceq \o\al(k,n)an-kbk
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eq \a\vs4\al([点睛])
1.二项展开式的特点:(1)展开式共有n+1项,各项的次数都是n;(2)字母a按降幂排列,次数由n逐项减1直到0;字母b按升幂排列,次数由0逐项加1直到n.
2.二项展开式的第r+1项的二项式系数是Ceq \o\al(r,n),所有的二项式系数是仅与二项式的次数n有关的n+1个组合数,与a,b的取值无关.
3.在应用通项Tk+1=Ceq \o\al(k,n)an-kbk时,要注意:
(1)通项是二项展开式的第k+1项,而不是第k项.
(2)(a+b)n与(b+a)n的二项展开式相同,但是(a+b)n的第k+1项为Ceq \o\al(k,n)an-kbk,(b+a)n的第k+1项为Ceq \o\al(k,n)bn-kak.因此,应用二项式定理时,a与b是不能随便交换位置的.
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(a+b)n的展开式的二项式系数,当n取正整数时可以表示成如下形状:
(a+b)1…………………………………1 1
(a+b)2………………………………1 2 1
(a+b)3……………………………1 3 3 1
(a+b)4………………………… 1 4 6 4 1
(a+b)5……………………… 1 5 10 10 5 1
(a+b)6…………………… 1 6 15 20 15 6 1
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思考1 从上面的表示形式可以直观地看出什么规律?
提示:在同一行中,每行两端都是1,与这两个1等距离的项的系数相等;在相邻的两行中,除1以外的每一个数都等于它“肩上”两个数的和.
思考2 二项式系数的最大值有何规律?
提示:先逐渐变大,再逐渐变小,中间项的二项式系数最大.
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对称
1
相邻的两数之和
1.杨辉三角的主要性质
(1)每一行都是__________的,且两端的数都是__________;
(2)从第三行起,不在两端的任意一个数,都等于上一行中与这个数_______________.
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2.二项式系数的性质
对称性
Ceq \o\al(m,n)=__________,即二项展开式中,与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等
增减性与最大值
如果n为偶数,那么展开式中间一项Teq \f(n,2)+1的二项式系数最大,最大为__________如果n为奇数,那么其展开式中