内容正文:
授课人:XXX
第六章 计数原理
二项式系数
的性质
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学习目标
掌握展开式中二项式系数的对称性、增减性与最大值.
会用赋值法求二项式系数的和或某些项的系数的和.
1
2
学习目标
数学抽象
二项式系数的性质.
逻辑推理
运用函数的观点讨论二项式系数的单调性.
数学运算
运用二项式性质解决问题.
知识回顾
二项式定理
右边的多项式叫做的二项展开式.
各项的系数 叫做二项式系数.
式中的叫做二项展开式的通项, .
特例:若设,则得到公式:
01
二项式系数的关系
问题1
问题探究
用计算工具计算的展开式的二项式系数,并填入下表.
的展开式的二项式系数
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问题探究
的展开式的二项式系数
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问题探究
的展开式的二项式系数
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通过计算、填表,你发现了什么规律?
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问题探究
的展开式的二项式系数
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每一行中的系数具有对称性
除此以外还有什么规律呢?
问题探究
为了便于发现规律,上表还可以写成如下图所示的形式.
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观察上图,你还能发现哪些规律?
问题探究
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在同一行中,每行两端的二项式系数都是1,与这两个1等距离的二项式系数相等.
在相邻的两行中,除1以外的每一个数都等于它"肩上"两个数的和.
问题探究
事实上,这个表(图1)在我国南宋数学家杨辉1261年所著的《详解九章算法》一书中就已经出现了.
所不同的只是这里的表用阿拉伯数字表示,在那本书里是用汉字表示(图2),我们称这个表为杨辉三角.
图1
图2
问题探究
问题2
观察的展开式的二项式系数
我们还可以从什么角度去分析它们?
还可以从函数的角度分析它们.
可看成以为自变量的函数,其定义域是
问题探究
问题3
假设当时,请画出函数的图象,并观察图象有何规律?
当时,函数的图象是7个离散点,如图所示.
问题探究
问题3
假设当时,请画出函数的图象,并观察图象有何规律?
函数图象具有对称性,
对称轴为直线 ,
函数值先增大后减小,
时取得最大值.
问题探究
问题4
请你分别画出时函数的图象,比较它们的异同,你发现了什么规律?
当时,函数的图象是8个离散点,如图所示.
问题探究
问题4
请你分别画出时函数的图象,比较它们的异同,你发现了什么规律?
当时,函数的图象是9个离散点,如图所示.
问题探究
问题4
请你分别画出时函数的图象,比较它们的异同,你发现了什么规律?
当时,函数的图象是10个离散点,如图所示.
问题探究
当时,函数图象均具有对称性,对称轴为直线 ,
函数值都是先增大后减小.
但当 时,最大值有2个.
当 时,最大值有1个.
02
二项式系数的性质
二项式系数的性质
通过前面的分析,可以得到二项式系数的以下性质.
与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等.
事实上,这一性质可直接由 得到.
1
对称性
二项式系数的性质
通过前面的分析,可以得到二项式系数的以下性质.
直线 将函数的图象分成对称的两部分.
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对称性
图象的对称轴:直线 .
二项式系数的性质
问题5
你能用组合的意义解释一下 这个“组合等式”吗?
从个不同元素中取出个元素,则剩余个元素,故从个不同元素中取出个元素的组合数与取出个元素的组合数相等,即 .
二项式系数的性质
因为
即
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增减性与最大值
当 ,即 时, 随的增加而增大;
由对称性知,当时, 随的增加而减小.
二项式系数的性质
当是偶数时,中间的一项 取得最大值;
当是奇数时,中间的两项 与 相等,且同时取得最大值.
二项式系数的性质
已知
令 ,得
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各二项式系数的和
这就是说,的展开式的各二项式系数的和等于.
赋值法
分析:
例题解析
例3
求证:在的展开式中,奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和.
① 奇数项的二项式系数的和等