内容正文:
第2节 二项式定理
★[课程标准]
1.能用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.
1.二项式定理及相关概念
概念
公式(a+b)n= Can+Can-1b+Can-2b2+…+Can-kbk+…+Cbn(n∈N+) 称为二项式定理
二项
式系数
各项系数C(k=0,1,2,…,n)称为二项式系数
二项
式通项
Can-kbk称为二项展开式中第 k+1 项,可记作Tk+1=Can-kbk(其中0≤k≤n,k∈N,n∈N+)
二项
展开式
Can+Can-1b+Can-2b2+…+Can-kbk+…+Cbn(n∈N+)
备注
在二项式定理中,如果设a=1,b=x,则得到公式(1+x)n=C+Cx+Cx2+…+Cxk+…+Cxn(n∈N+)
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,即C=C,C=C,…,C=C.
(2)增减性与最大值:当k< 时,C随k的增加而 增大 ;当k> 时,C随k的增加而 减小 .
当n是偶数时,中间一项 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)二项式系数的和
①C+C+C+…+C= 2n ;
②C+C+C+…=C+C+C+…= 2n-1 .
1.二项式的通项易误认为是第k项,实质上是第k+1项.
2.(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相同的,所以公式中的第一个量a与第二个量b的位置不能颠倒.
3.易混淆二项式中的“项”“项的系数”、“项的二项式系数”等概念,注意项的系数是指非字母因数所有部分,包含符号,二项式系数仅指C(k=0,1,…,n).
4.(1)C+C+C+…+C=2n.
(2)C+C+C+…=C+C+C+…=2n-1.
(3)C+2C+3C+…+nC=n2n-1.
(4)CC+CC+…+CC=C.
(5)(C)2+(C)2+(C)2+…+(C)2=C.
◆[思考辨析]
判断下列说法是否正确,正确的在它后面的括号里打“√”,错误的打“×”.
(1)Can-kbk是二项展开式的第k项.( )
(2)通项Can-kbk中的a和b不能互换.( )
(3)二项展开式中,系数最大的项为中间一项或中间两项.( )
(4)(a+b)n的展开式中某一项的二项式系数与a,b无关.( )
(5)C-2C+3C-…+(-1)n-1nC=0.( )
(6)C+C+C+…=C+C+C+….( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)√
◆[小题查验]
1.8的展开式中的中间项为( )
A. B.
C.-7 D.
解析:B [由题意得中间项为C·()4·4=故选B.]
2.若n展开式的二项式系数之和为64,则展开式的常数项为( )
A.10 B.20
C.30 D.120
解析:B [二项式系数之和2n=64,所以n=6,所以二项展开式的通项为Tr+1=C·x6-r·r=Cx6-2r,当6-2r=0,即当r=3时为常数项,即T4=C=20.]
3.(二项式系数与展开式的系数混淆致误)若二项式n展开式的二项式系数之和为8,则该展开式的系数之和为( )
A.-1 B.1
C.27 D.-27
解析:A [依题意,得二项式系数的和为2n=8,所以n=3,故二项式为3,令x=1,可求得系数之和为(1-2)3=-1.]
4.(2022·北京卷)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.]
5.在(1+x)5+(1-x)6展开式中,含x4的项的系数是 __________ .
解析:(1+x)5的展开式中x4的系数为C=5,
(1-x)6的展开式中x4的系数为C=15,
故在(1+x)5+(1-x)6展开式中,含x4的项的系数为20.
答案:20
二项展开式中特定项或系数问题
1.二项式10的展开式中,项的系数是( )
A. B.-
C.15 D.-15
解析:B [10的二项展开式的通项为Tr+1=C10-rr=(-1)r22r-10C,令5-=,得r=3,所以项的系数是(-1)3·2-4·C=-.故选B.]
2.(2022·上海卷)在12的展开式中,含项的系数为 ________
解析:12展开式的通项为Tr+1=C·(x3)12-rr=C·x36-4r,
令36-4r=-4,可得r=10,因此,展开式中含项的系数