内容正文:
6.3.2 二项式系数的性质
目标素养
课程目标
核心素养
1.能记住二项式系数的性质,并能灵活运用性质解决相关问题.
2.会用赋值法求二项展开式系数的和,注意区分项的系数和二项式系数.
1.数学抽象:二项式系数的性质
2.逻辑推理:运用函数的观点讨论二项式系数的单调性
3.数学运算:运用二项式性质解决问题
4.几何直观:运用函数图像讨论二项式系数的性质
概念梳理
1.对称性
与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等。事实上,这一性质可直接由C=C得到。直线r=将函数f(r)=C的图象分成对称的两部分,它是图象的对称轴。
2.增减性与最大值
(1)当k<时,C随k的增加而增大;当k>时,C随k的增加而减小。
(2)当n是偶数时,中间的一项Cn取得最大值;当n是奇数时,中间的两项Cn与Cn相等,且同时取得最大值。
3.各二项式系数的和
(1)C+C+C+…+C=2n;
(2)C+C+C+…=C+C+C+…=2n-1。
【概念辨析】
1.当n为偶数时,展开式有奇数项,正中间一项的二项式系数最大,即为;当n为奇数时,展开式有偶数项,中间两项的二项式系数同时最大,即为。
2.二项式系数的增减性源于以下认识:因为C===C·,所以,当>1,即k<时,C>C;当<1,即k>时,C<C。
3.对于2n=C+C+C+…+C,也可以从集合的角度解释。设A是含有n个元素的集合,求A的子集个数时,可以按照子集中含有元素的个数进行分类:没有元素的子集(即空集)有C个,含1个元素的子集有C个,含2个元素的子集有C个,…,含n个元素的子集有C个,故所有子集的个数为C+C+C+…+C=2n。
微点大本
正误辨析
判断下列说法是是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)
1. 二项展开式的各二项式系数的和为C+C+…+C.( × )
【解析】错误,二项展开式的各二项式系数的和为C+C+C+…+C=2n.
2. 二项展开式的偶数项系数和等于奇数项系数和.( × )
【解析】错误,偶数项的二项式系数和等于奇数项的二项式系数和,而项的系数和a,b的系数有关.
3. 二项展开式项的系数是先增后减的.( × )
【解析】错误,二项式系数是先增后减的,二项式项的系数和a,b的系数有关.
初试身手
1. 11的展开式中二项式系数最大的项是( )
A.第6项 B.第8项
C.第5,6项 D.第6,7项
【解析】由n=11为奇数,得展开式中第6项和第7项的二项式系数相等,且最大。故选D。
2. 已知n的展开式的各项系数和为32,则展开式中x4的系数为( )
A.40 B.20
C.10 D.5
【解析】因为n的展开式的各项系数和为32,所以令x=1得2n=32,所以n=5。所以5的展开式的第k+1项为Tk+1=C(x2)5-kk=Cx10-3k,令10-3k=4,得k=2,故展开式中x4的系数为C=10。故选C。
3. 已知C+2C+22C+…+2nC=729,则C+C+C的值等于( )
A.64 B.63
C.32 D.31
【解析】C+2C+…+2nC=(1+2)n=3n=729,所以n=6,所以C+C+C=32。故选C。
4. 若(x+3y)n的展开式中各项系数的和等于(7a+b)10的展开式中二项式系数的和,则n的值为________。
【解析】(7a+b)10的展开式中二项式系数的和为C+C+…+C=210,令(x+3y)n中x=y=1,得各项系数的和为4n,则由题设知,4n=210,即22n=210,解得n=5。
5. 已知(1-x)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,则(a0+a2+a4)(a1+a3+a5)的值等于________。
【解析】依题意可得a0+a2+a4=-(a1+a3+a5)=16,则(a0+a2+a4)(a1+a3+a5)=-256。
题型讲解
探究(一)二项式系数性质的应用
【典例1】 (1)二项式n(a>0,b>0)的展开式中只有第6项的二项式系数最大,且展开式中的第3项的系数是第4项的系数的3倍,求ab的值。
(2)若n的展开式中的第3项与第4项的二项式系数相等且都为最大,求展开式中的常数项。
【解析】(1)因为二项式n(a>0,b>0)的展开式中只有第6项的二项式系数最大,故展开式共有11项,所以n=10。由展开式中的第3项的系数是第4项的系数的3倍,可得C·a8·2=3·C·a7·3,解得ab=8。
(2)由题意可得C=C,所以n=5。故5的展开式的通项为Tr+1=C·x·r·x-=r·C·x。令=0,解得r=3,故展开式中的常数项为3×C=-。
【补充训练1】已知(a+b)2n的展开式的第4项与第8项的二项式系数相等,则(2x-1)n展开式中x3的系数为