内容正文:
第三节 二项式定理
★[考试要求]
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.
1.二项式定理
(1)二项式定理:(a+b)n= Can+Can-1b+…+Can-kbk+…+Cbn (n∈N*);
(2)通项公式:Tk+1= Can-kbk ,它表示第 k+1 项;
(3)二项式系数:二项式展开式中各项的系数C,C,…,C.
2.二项式系数的性质
性质
性质描述
对称性
与首末等距离的两个二项式系数相等,即 C=C
增减性
二项式
系数C
当k<(n∈N*)时,是 递增 的
当k>(n∈N*)时,是 递减 的
二项式系数最大值
当n为偶数时,中间的一项Cn取得最大值
当n为奇数时,中间的两项与相等且取得最大值
3.各二项式系数和
(1)(a+b)n展开式的各二项式系数和:C+C+C+…+C= 2n .
(2)奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和,即C+C+C+…=C+C+C+…= 2n-1 .
1.(a+b)n的展开式的三个重要特征
(1)项数:项数为n+1.
(2)各项次数:各项的次数都等于二项式的幂指数n,即a与b的指数和为n.
(3)顺序:字母a按降幂排列,从第一项开始,次数由n逐项减1直到0;字母b按升幂排列,从第一项开始,次数由0逐项增1直到n.
2.各二项式系数的和
(1)(a+b)n的展开式的各个二项式系数和等于2n,即C+C+C+…+C=2n.
(2)(a+b)n的展开式中,奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和,都等于2n-1,即C+C+C+…=C+C+C+…=2n-1.
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)Can-kbk是二项展开式的第k项.( )
(2)在二项展开式中,系数最大的项为中间一项或中间两项.( )
(3)(a+b)n的展开式中,每一项的二项式系数与a,b无关.( )
(4)(a+b)n某项的系数是该项中非字母因数部分,包括符号等,与该项的二项式系数不同.( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√
2.5的展开式中x4的系数为( )
A.10 B.20 C.40 D.80
答案:C
3.(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
解析:B [当x=1时,1=a4+a3+a2+a1+a0①;当x=-1时,81=a4-a3+a2-a1+a0②;①+②得原式=41.]
4.已知(ax+1)n的展开式中,二项式系数和为32,各项系数和为243,则a等于 ________ .
解析:由二项式系数和为2n=32,得n=5,又令x=1得各项系数和为(a+1)5=243,所以a+1=3,故a=2.
答案:2
通项公式的应用
►[角度1] 形如(a+b)n(n∈N*)的展开式的特定项
[例1] (1)若n的展开式中含有常数项,则正整数n的最小值是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
[解析] C [n的展开式的通项Tr+1=C·(-1)r·,r=0,1,2,3,…,n.令=0,可得n=5r.∵展开式中含有常数项,∴n=5r能成立,则正整数n的最小值为5,故选C.]
(2)(多选)已知二项式n(n∈N*)的展开式中第2项与第3项的二项式系数之比是2∶5,则下列说法正确的是( )
A.所有项的系数之和为1
B.所有项的系数之和为-1
C.含x3的项的系数为240
D.含x3的项的系数为-240
[解析] AC [由二项式n(n∈N*)的展开式中的通项公式为Tr+1=C·(-1)r·2n-r·,它第2项与第3项的二项式系数之比是2∶5,∴C:C=2∶5,求得n=6,故通项公式为Tr+1=C·(-1)r·26-r·.
令6-=3,求得r=2,故x3的系数为C·24=240,令x=1代入6=1;故所有项的系数之和为1;故选AC.]
►[角度2] 形如(a+b)m(c+d)n (m,n∈N*)的展开式问题
[例2] (1)(2023·邯郸二模)(x2-x)(1+x)6的展开式中x3项的系数为( )
A.-9 B.9 C.-21 D.21
[解析] A [将(1+x)6利用二项式定理展开后即可求解.
展开式中x3项的系数为C-C=-9.故选A.]
(2)已知(x+1)·5的展开式中,常数项为-40,则a的值为( )
A.2 B.-2 C.±2 D.4
[解析] C [5的展开式的通项为Tr+1=C·(ax)5-r·r=(-1)r·a5-r·C