内容正文:
第七章 计数原理
7.4二项式定理
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课程标准
重难点
1.会用二项式定理解决与二项展开式有关的简单问题. 2、理解二项式系数的性质.
3.会运用二项式系数的性质解决应用问题.
重点:二项式系数的性质的理解;
难点:用二项式系数的性质解决应用问题.
知识精讲
知识点01 二项式定理
,
1.这个公式叫做二项式定理(binomial theorem),
2.等号右边的多项式叫做的二项展开式,共有n+1项,
3.二项式系数(binomial coefficient):各项的系数叫做二项式系数.
4.二项展开式的通项:二项展开式中的叫做二项展开式的通项,用表示,即通项为展开式的第项:.
5.通项的应用:利用二项展开式的通项可以求出展开式中任意指定的项(或系数),如常数项、有理项等.
【注意】二项式定理是一个恒等式,这里的a,b既可以取任意实数,也可以取任意的代数式,还可以是别的.如果设a=1,b=x,则得到公式:
【注意】二项式(a+b)n(n∈N*)展开式的特点:
1.它有n+1项;
2.各项的次数(即a与b的指数的和)都等于二项式的次数n;
3.字母a按降幂排列,次数由n递减到0;字母b按升幂排列,次数由0递增到n.
【即学即练1】(2022·吉林通化·高二期中)二项式的展开式中共有( )项.
A.5 B.6 C.7 D.8
【即学即练2】(2022·湖南·模拟预测)下列不属于的展开式的项的是( )
A. B. C. D.
知识点02 杨辉三角
杨辉三角:当n依次取1,2,3,…时,(a+b)n展开式的二项式系数可以表示成如下形式:
(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
… …上表称为“杨辉三角”.
从上面的表示形式可以直观地看出“杨辉三角”的特点:
1.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 ;
2.在相邻的两行中,除1以外的其余各数都等于它“肩上”两个数字之和.
由此可知,当二项式次数不大时,可借助“杨辉三角”直接写出各项的二项式系数.
【即学即练3】如图,在“杨辉三角”中,斜线AB的上方,从1开始箭头所指的数组成一个锯齿形数列:1,2,3,3,6,4,10,5,···,记其前n项和为Sn,求S19的值.
【即学即练4】如图是一个类似杨辉三角的递推式,则第n行的首尾两个数均为________.
知识点03 二项式系数的性质
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,这一性质可直接由公式 得到.
2.增减性与最大值:
①当时,二项式系数是逐渐增大的;
②当时,二项式系数是逐渐减小的,因此二项式系数在中间取得最大值.
③当n是偶数时,中间的一项的二项式系数最大;
④当n是奇数时,中间的两项的二项式系数相等且最大.
3.各二项式系数的和:已知.
令,则.也就是说,的展开式的各个二项式系数的和为 .
4.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.
【即学即练5】(2022·浙江·高三开学考试)的展开式的二项式系数的和是___________.(用数字作答)
【即学即练6】(2022·全国·高三专题练习)的展开式中各项的二项式系数之和为________.
能力拓展
◆考点01 指定项系数
【典例1】(2020·天津外国语大学附属外国语学校高三阶段练习)在的展开式中,的系数是( )
A.35 B. C.560 D.
【典例2】(2022·广东·珠海市第三中学二模)的展开式中,的系数为( )
A. B. C. D.
【典例3】(2022·陕西·宝鸡市陈仓高级中学高三开学考试(理))在的展开式中,含x3项的系数为________
◆考点02 常数项
【典例4】(2023·全国·高三专题练习)在的展开式中,常数项为( )
A.-60 B.60 C.-240 D.240
【典例5】(2022·山东临沂·高二期末)二项式展开式中的常数项为( )
A. B. C.40 D.80
◆考点03 含有三项的二项展开式
【典例6】(2022·安徽·高二期中)的展开式中含项的系数为( )
A.-120 B.120 C.-60 D.60
【典例7】(2022·全国·高三专题练习)在的展开式中,含的项的系数为( )
A.-120 B.-40 C.-30 D.20