内容正文:
专题09 二项式定理
二项式定理
该公式叫做二项式定理,等号右边的多项式叫做的二项展开式,共有项,
其中各项的系数叫做二项式系数,
展开式的第项为
注意:①是第项,而不是第k项;
②通项公式中a,b的位置不能颠倒.
考点一
二项式定理的展开和还原
考点二
二项展开式的通项应用
1.求指定项
2.求有理项
考点三
两个多项式乘积的指定项
考点四
三项展开式的指定项
考点五
整除和余数问题
考点一 二项式定理的展开和还原
例1.(2022·高二课时练习)·2n+·2n-1+…+·2n-k+…+=________.
【答案】3n
【分析】由二项式的展开式定理即可求出结果.
【详解】由二项式的展开式定理可得:原式=(2+1)n=3n.
故答案为:3n.
例2.(2022·高二课时练习)已知,则可化简为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据二项式定理的逆用直接化简即可.
【详解】,
故选:A.
例3.(2022·高二课时练习)的展开式共有11项,则n等于( )
A.9 B.10 C.11 D.12
【答案】B
【详解】由题可知:的展开式共有11项,所以
故选:B
例4.(2023·全国·高三专题练习)展开:__________.
【答案】
【分析】根据二项式定理,求出二项展开式即可.
【详解】由二项展开式可得,
.
故答案为:
考点二 二项展开式的通项应用
1.求指定项
例5.(2023秋·辽宁沈阳·高二校联考期末)二项式的展开式中,第4项为______.
【答案】
【分析】利用通项公式得到展开式中第4项.
【详解】的展开式中第4项为.
故答案为:
例6.(2022春·上海闵行·高三闵行中学校考开学考试)已知二项式的展开式中的系数为,则实数_______.
【答案】
【分析】利用所给的二项式写出展开式的通项即可求解.
【详解】的展开式的通项公式为:.
当,解得:;
所以由展开式中含的项的系数为20可得: ,得,解得
故答案为:.
例7.(2023·全国·高三专题练习)在的展开式中,的系数是__________.
【答案】
【分析】根据题意写出二项式展开式的通项公式,令,求得r的值,即可求得答案.
【详解】由题意可得的通项为,
令,
则的系数是,
故答案为:
例8.(2023·湖北·统考模拟预测)一组数据按照从小到大的顺序排列为1,2,3,5,6,8,记这组数据的上四分位数为n,则二项式展开式的常数项为( )
A. B.60 C.120 D.240
【答案】B
【分析】利用题意找出该组数据的上四分位数为,然后利用二项式展开式的公式找出常数项即可.
【详解】因为,
所以,
所以展开式的通项为:
,
令得:,
所以展开式的常数项为,
故选:B.
例9.(2023·四川成都·成都实外校考模拟预测)已知的展开式中存在常数项,则n的可能取值为( )
A.4 B.5 C.6 D.8
【答案】C
【分析】首先写出二项式展开的通式,根据题意存在常数项,可得,进而得到的可能取值.
【详解】二项式的展开式的通项为,
令,即,由于,故必为的倍数,即的可能取值为.
故选:C
2.求有理项
例10.(2023春·河北邯郸·高三校联考开学考试)的展开式中,有理项是______.(用关于x的式子表示)
【答案】和
【分析】先写出展开式的通项,使的幂次为整数,解得项数,代入通项即可求得有理项.
【详解】解:由题知,记展开式的通项为,
则,
由,得或8,
所以,
故有理项是和.
故答案为:和
例11.(2023·高三课时练习)二项式的展开式中,所有有理项(系数为有理数,且x的次数为整数的项)的系数之和为_________.
【答案】32
【分析】利用通项公式求出所有有理项,从而得到所有有理项的系数和..
【详解】二项式的展开式的通项公式,
由为整数,得,
所有有理项的系数之和为.
故答案为:32
例12.(2023春·辽宁·高三朝阳市第一高级中学校联考阶段练习)的展开式中第二个有理项为______.
【答案】
【分析】求出展开式的通项,由题意可得的指数为整数,从而可得出答案.
【详解】的展开式的通项为,
要使第项为有理数,则,
则可取,
所以的展开式中第二个有理项为.
故答案为:.
例13.(2023春·山西晋中·高二介休一中校考阶段练习)(多选)的展开式中,以下为有理项的是( )
A.第3项 B.第4项 C.第5项 D.第6项
【答案】AC
【分析】根据给定二项式求出其展开式的通项,再求出通项中的幂指数为整数的所对项数即可.
【详解】的展开式的二项式通项为,
令为整数,求得,2,4,6,8,所以对应第1,3,5,7,9项为有理项,
故选:AC
例1