内容正文:
数 学
第十章 计数原理、概率、随机变量及其分布
第3讲 二项式定理
能用多项式运算法则和计数原理证明二项式定理,会用二项式定理解决与二项展开式有关的简单问题.
[对应学生用书P207]
1.二项式定理
二项式定理 (a+b)n=an+b1+…+bk+…+bn(n∈N*)
二项展开式的通项 =bk,它表示展开式的第 k+1 项
二项式系数 (k=0,1,…,n)
k+1
2.二项式系数的性质
(1)对称性:与首末两端“等距离”的两个二项式系数 相等 .
(2)增减性与最大值:当n是偶数时,中间的一项取得最大值;当n是奇数时,中间的两项与相等,且同时取得最大值.
(3)各二项式系数的和:(a+b)n的展开式的各二项式系数的和等于 2n .
相等
2n
1.两个常用公式
(1)+++…+=2n.
(2)+++…=+++…=2n-1.
2.二项展开式的三个重要特征
(1)字母a的指数按降幂排列由n到0.
(2)字母b的指数按升幂排列由0到n.
(3)每一项字母a的指数与字母b的指数的和等于n.
|思考辨析|
1.判断(在括号内打“√”或“×”)
(1)bk是二项展开式的第k项. ( )
答案 (1)×
(2)在二项展开式中,系数最大的项为中间一项或中间两项. ( )
答案 (2)×
(3)在(a+b)n的展开式中,每一项的二项式系数与a,b无关. ( )
答案 (3)√
(4)在(a+b)n展开式的通项=br中,a和b不能互换. ( )
答案 (4)√
|教材衍化|
2.(人A选择性必修第三册P38T3改编)已知(1+x)n=a0+a1x+a2x2+…+anxn,若a1+a2+a3+…+an=31,则自然数n= ( )
A.6 B.5 C.4 D.3
解析 令x=0,得a0=1,令x=1,得a0+a1+a2+…+an=2n,所以1+31=2n,n=5.
答案 B
3.(人A选择性必修第三册P30例2改编)在的展开式中x5的系数为( )
A. B.- C. D.7
解析 二项式展开式的通项为Tr+1=·=·,
令4+r=5,解得r=2,所以T3=x5·=7x5,故展开式中x5的系数为7.
答案 D
|易错自纠|
4.(混淆“系数”与“二项式系数”致错)在的二项展开式中,第4项的二项式系数是 ( )
A.20 B.-20 C.15 D.-15
解析 第4项的二项式系数为==20.
答案 A
5.(不能转化二项式的积致错)(x+2)6的展开式中x3的系数为( )
A.160 B.-160 C.148 D.-148
解析 (x+2)6的展开式中x3的系数为·23-·2=160-12=148.
答案 C
[对应学生用书P208]
考点1 通项公式的应用(多维探究)
角度1 形如(a+b)n(n∈N*)的展开式的特定项
[例1] (1)(2022·山东济宁·一模)的二项展开式中的常数项为 .(用数字作答)
解析 二项式展开式的通项公式为Tr+1=(2x)6-r=
(-1)r·26-rx6-2r,
令6-2r=0,得r=3,所以的二项展开式中的常数项为(-1)3·26-3=-160.
答案 -160
(2)(2022·陕西西安·三模)的展开式中系数为有理数的各项系数之和为 .
解析 因为展开式的通项为
Tr+1=()6-r=(r=0,1,…,6),则当,均为整数,即r=2或r=6时,展开式中的系数为有理数,故所求系数之和为×2×3+×33=117.
答案 117
角度2 形如(a+b)m(c+d)n(m,n∈N*)的展开式问题
[例2] (1)(2022·河北保定·二模)若展开式中各项的系数之和为96,则展开式中x2的系数为 .
解析 由题意可知(2+1)×2n=96,得n=5,则=,
展开式的通项公式为x5-r=x5-2r,
所以展开式中x2的系数为2+=25.
答案 25
(2)(2022·新高考Ⅰ卷)(x+y)8的展开式中x2y6的系数为 .(用数字作答)
解析 因为(x+y)8=(x+y)8-(x+y)8,
所以(x+y)8的展开式中含x2y6的项为x2y6-x3y5=-28x2y6,
所以(x+y)8的展开式中x2y6的系数为-28.
答案 -28
角度3 形如(a+b+c)n(n∈N*)的展开式
[例3] (1)(2022·安徽宣城·二模)的展开式中常数项为( )
A.-6 B.-20 C.0 D.20
解析 由的展开式可知,常数项为
·(-2)···+·(-2)3=-20.
答案 B
(2)(2023·四川德阳·三模)(x2+x-2y)5的展开式中,x5y2的系数为( )
A.120 B.60 C.40 D.