内容正文:
第3讲 二项式定理
课程标准:1.能用多项式运算法则和计数原理证明二项式定理.2.会用二项式定理解决与二项展开式有关的简单问题.
1.二项式定理
(1)二项式定理:(a+b)n=Can+Can-1b+…+Can-kbk+…+Cbn(n∈N*);
(2)通项:Tk+1=Can-kbk,它表示第k+1项;
(3)二项式系数:二项展开式中各项的系数C,C,…,C.
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.这一性质可直接由C=C得到.
直线r=将函数ƒ(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
因为C=
=C,
即=,所以,当>1,即k<时,C随k的增加而增大;由对称性知,当k>时,C随k的增加而减小.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.各二项式系数和
(1)C+C+C+…+C=2n;
(2)C+C+C+…=2n-1;
(3)C+C+C+…=2n-1.
1.注意(a+b)n与(b+a)n虽然相同,但具体到它们展开式的某一项时是不同的,一定要注意顺序问题.
2.解题时,要注意区别二项式系数和项的系数的不同、项数和项的不同.
3.(1+x)n=C+Cx+…+Cxk+…+Cxn.
1.(x-y)n的二项展开式中,第m项的系数是( )
A.C B.C
C.C D.(-1)m-1C
答案 D
解析 (x-y)n的展开式中,第m项为Tm=Cxn-m+1·(-y)m-1=(-1)m-1·Cxn-m+1ym-1.所以第m项的系数为(-1)m-1C.故选D.
2.6的展开式的中间项为( )
A.-40 B.-40x2
C.40 D.40x2
答案 B
解析 6的展开式的中间项为C(2x)3·3=-40x2.故选B.
3.(多选)已知(a+b)n的展开式中第5项的二项式系数最大,则n的值可以为( )
A.7 B.8
C.9 D.10
答案 ABC
解析 ∵(a+b)n的展开式中第5项的二项式系数C最大,∴n=7或n=8或n=9.
4.(2022·北京高考)若(2x-1)4=a4x4+a3x3+a2x2+a1x+a0,则a0+a2+a4=( )
A.40 B.41
C.-40 D.-41
答案 B
解析 令x=1,则a4+a3+a2+a1+a0=1,令x=-1,则a4-a3+a2-a1+a0=(-3)4=81,故a4+a2+a0==41.故选B.
5.设(5x-)n的展开式的各项系数之和为M,二项式系数之和为N,M-N=240,则展开式中x3的系数为( )
A.500 B.-500
C.150 D.-150
答案 C
解析 由题意可得N=2n,令x=1,则M=(5-1)n=4n=(2n)2.∴(2n)2-2n=240,2n=16,n=4.展开式中第k+1项Tk+1=C·(5x)4-k(-)k=(-1)kC54-k·.令4-=3,得k=2,∴展开式中x3的系数为(-1)2×C×52=150.故选C.
6.(2021·北京高考)4展开式中常数项为________.
答案 -4
解析 4的展开式的通项Tk+1=C(x3)4-k·k=(-1)kCx12-4k,令12-4k=0,得k=3,则常数项为T4=(-1)3C=-4.
考向一 求展开式中的特定项或特定项系数
例1 (1)(2022·上海奉贤区二模)已知n的二项展开式中,前三项系数成等差数列,则n的值为( )
A.7 B.8
C.9 D.10
答案 B
解析 依题意,得n的二项展开式的通项为Tk+1=C()n-kk=·,k∈N,k≤n,于是有C+C=2×C,即1+=n,整理得n2-9n+8=0,而n≥2,解得n=8,所以n的值为8.故选B.
(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).
答案 -28
解析 展开式中含有x2y6的项为1·Cx2y6-·Cx3y5=-28x2y6.
(3)(2019·浙江高考)在二项式(+x)9的展开式中,常数项是________,系数为有理数的项的个数是________.
答案 16 5
解析 二项展开式的通项为Tk+1=C()9-kxk,k∈N,0≤k≤9,当为常数项时,k=0,T1=C()9x0=()9=16.当项的系数为有理数时,9-k为偶数,可得k=1,3,5,7,9,即系数为有理数的项的个数是5.
1.求二项展开式中特定项或项的系数问题的思路
(1)利用通项公式将Tk+1项写出并化简.
(2)令字母的指数符合要求(求常数项时,指数为零;求有理项时,指数为整数等),解出k.
(3)代回通项公式得所求.
2.对于几个多项式积的展开式中的特定