内容正文:
6.3.1 二项式定理
目标素养
课程目标
核心素养
1.利用计数原理分析二项式的展开过程,归纳、猜想出二项式定理,并用计数原理加以证明;
2.会应用二项式定理求解二项展开式;
3.通过经历二项式定理的探究过程,体验“归纳、猜想、证明”的数学发现过程,提高自己观察、分析、概括的能力,以及 “从特殊到一般”、“从一般到特殊”等数学思想的应用能力.
1.数学抽象:二项式定理
2.逻辑推理:运用组合推导二项式定理
3.数学运算:运用二项式定理解决问题
4.数学建模: 在具体情境中运用二项式定理
概念梳理
1.二项式定理
二项式定理
(a+b)n=Can+Can-1b1+…+Can-kbk+…+Cbn(n∈N*)
二项展开式
公式右边的多项式
二项式系数
C(k=0,1,2,…,n)
二项展开式的通项
Tk+1=Can-kbk
特别地
(1+x)n=C+Cx+Cx2+…+Cxk+…+Cxn
2.二项展开式的特点
(1)展开式共有n+1项。
(2)各项中a,b的次数和都等于二项式的幂指数n。
(3)字母a的幂指数按降幂排列,从第一项开始,次数由n逐项减1直到为0,字母b的幂指数按升幂排列,从第一项开始,次数由0逐项加1直到为n。
【概念辨析】
1. 二项展开式中的项Can-rbr是(a+b)n展开式的第r+1项。
2. (a+b)n的展开式的第k+1项是Can-kbk,(b+a)n的展开式的第k+1项是Cbn-kak。
3. 二项式系数与系数不是一回事。例如(1+3x)n的二项式系数为C(r=0,1,2,…,n),而系数为C3r(r=0,1,2,3,…,n)。正误辨析
判断下列说法是是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)
1. Ca7b3是(a+b)10展开式中的第3项.( × )
【解析】错误,Ca7b3是(a+b)10展开式中的第4项.
2. (x-1)5的展开式中x4项的系数为-5.( √ )
【解析】正确,(x-1)5的展开式中x4项的系数为-5.
3. (x+2)n的展开式中的第3项的系数是C.( × )
【解析】错误,(x+2)n展开式中的第3项的系数是4C.
初试身手
1. (x+2)8的展开式中x6的系数是( )
A.28 B.56
C.112 D.224
【解析】由T2+1=Cx8-2·22=112x6,所以(x+2)8的展开式中x6的系数是112。故选C。
2. (1-i)10(i为虚数单位)的二项展开式中第7项为( )
A.210 B.-210
C.-120i D.-210i
【解析】T7=C·(-i)6=-C=-210。故选B。
3. 4展开式中的常数项为( )
A.24 B.12
C.8 D.6
【解析】4展开式的通项为Tr+1=Cx4-r·r=(-2)rCx4-2r,当4-2r=0时,r=2,展开式的常数项为T3=4C=24。故选A。
4. n展开式中的常数项是70,则n=________。
【解析】因为n=n=2n,所以Tk+1=C·(-1)kx2n-2k,又因为展开式的常数项为70,令2n-2k=0得,k=n,所以C(-1)n=70,又C=70,所以n=4。
5. 求(1+x)4的展开式中含x2的项的系数。
【解析】根据乘法公式得,因式1+中的1和(1+x)4的展开式中含x2的项相乘可得含x2的项;因式1+中的和(1+x)4的展开式中含x3的项相乘可得含x2的项。(1+x)4的展开式的通项为Tk+1=Cxk(k=0,1,…,4),故(1+x)4的展开式中含x2的项为1·Cx2+·Cx3=10x2,即含x2的项的系数为10。题型讲解
探究(一)二项式定理的运用
【典例1】(1)求4的展开式.
(2)化简:(2x+1)5-5(2x+1)4+10(2x+1)3-10(2x+1)2+5(2x+1)-1.
【解析】(1)方法一 4=C(3)4+C(3)3+C(3)22+C(3)3+C4=81x2+108x+54++.
方法二 4=4=(1+3x)4=[1+C·3x+C(3x)2+C(3x)3+C(3x)4]=(1+12x+54x2+108x3+81x4)=++54+108x+81x2.
(2)原式=C(2x+1)5-C(2x+1)4+C(2x+1)3-C(2x+1)2+C(2x+1)-C(2x+1)0=[(2x+1)-1]5=(2x)5=32x5.
【补充训练1】化简(x-1)4+4(x-1)3+6(x-1)2+4(x-1)+1得( )
A.x4 B.(x-1)4
C.(x+1)4 D.x5
【解析】原式=[(x-1)+1]4=x4。故选A。
【补充训练2】若(1+)4=a+b×(a,b为有理数),则a+b=_____