内容正文:
数 学
8.3.2二项式系数的性质
第8章 排列组合
拓展模块一(下册)
高等教育出版社
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第8章排列组合 8.3.2二项式系数的性质
学习目标
知识目标 能通过实例感知二项式系数及其性质,并注意区分二项式系数与项的系数 .
能力目标 通过猜想、证明、归纳,体会化归思想,形成科学严谨的态度,养成认真规范、注重细节的思维习惯.
情感目标 经历合作学习的过程,培养团队协作的意识.
核心素养 通过学习,逐步提升数学运算、数据分析和逻辑推理等核心.
某代表队参加校内拔河比賽,需要与其他7个代表队各赛一场.不难发现,比赛结果可分为8类:赢0场,赢1场,…,赢7场. 而赢0场有1(记作)种情况,赢1场有 种情况 (即在7场中赢1场),赢2场有种情况,…赢7场有种情况.那么,该班比赛7场,比赛结果共有多少种?
创设情境,生成问题
活动 1
运用本节学习的二项式系数的性质,能够快速地解决这个问题.
观察表中n取不同值时各二项展开式的二项式系数,你能发现什么规律?
调动思维,探究新知
活动 2
为了方便观察,我们可计算各个组合数.
调动思维,探究新知
活动 2
可以看出二项式系数具有如下性质:
(1)每一行的两端都是1,其余的每一个数都等于它“肩上”两 个数的和,事实上,假设表中任一不为1 的数为 ,那么它“肩上” 的两个数分别为 ,由8.2节组合数的性质 2可知: .
(2)每一行中与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等.事实上,这一性质可以直接由 8.2节组合数的性质 1 得到: .
(3)如果二项式(a+b)n的幂指数n是偶数,那么它的展开式正中间一项的二项式系数最大;如果二项式(a+b)n的幂指数n是奇数,那么它的展开式中间两项的二项式系数最大并且相等.
(4) (a+b)n的展开式的各个二项式系数之和为 . 根据二项式定理,取a=b=1,可得
调动思维,探究新知
活动 2
由此可知,在本节的“情境与问题”中,该班比赛7场的结果共有
探究与发现
对于(a+b)n展开式的二项式系数,我们还可以从函数的角度分析它们.可将看成是以r为自变量的函数f(r),你能面出 n=6时的函数图像吗?观察图像,二项式系数具有怎样的规律?
巩固知识,典例练习
活动 3
典例1 求(x-2y)10的展开式中二项式系数最大的项,并指出这一项的系数.
解:由于(x-2y)10的展开式共有11项,故第6项的二项式系数最大,这一项为
此项的系数为-8064.
巩固知识,典例练习
活动 3
典例2 求(1+x)7的展开式中各二项式系数之和、奇数项的二项式系数之和以及偶数项的二项式系数之和.
解:(1+x)7展开式的二项式系数为
.
则二项式系数之和为
奇数项的二项式系数之和是
偶数项的二项式系数之和是
探究与发现
观察例5的计算结果,你有什么发现和猜想?能否证明你的猜想?
拓展延伸
拓展延伸
如图8-16所示,矩形网格由4x5条线段组成,试求从点A到点B的最短路径共有几条?
显然,要从点A到达点G,就必须经过与点G相邻的点E或点F.因此,到达点G的最短路径数就是到达点E和点F的最短路径数之和.不难发现,从点A到达第一行及第一列的每个格点的最短路径数都是1.根据以上规律,我们能依次写出从点A到每个格点的最短路径数(图8-17).可以看到,从点A到点B的最短路径共有35条.
拓展延伸
将图8-17中从点A到每个格点的最短路径数提取出来,再顺时针转45°,可以发现,它正是二项式系数表的一部分(图8-18).
其实,要从点A以最短路径到达点B,必须经过4次“向右走”和3次“向下走”。因此,只需确定在这7次移动中哪4次是“向右走”(或哪次是“向下走”).可以把“向右走”记为a,"“向下走”记为b,求从点A到点B的最短路径数就等同于在(a+b)7 的展开式中求出含a4b3项的系数.于是,借助(a+b)n的展开式,就可以算出点A到每个格点的最短路径数(图8-19).
巩固练习,提升素养
活动 4
1.求 的展开式中二项式系数最大的项.
2.求 (a-b)7的展开式中系数最大的项.
巩固练习,提升素养
活动 4
3.已知(x+π)n的展开式中第3项与第5项的二项式系数相等,求这两项.
4. 求 (1-x)6的展开式中各二项式系数之和、奇数项的二项式系数之和以及偶数项的二项式系数之和.
课堂小结
/作业布置/
8.3.2
(1) 读书部分: 教材章节8.3.2;
(2) 书面作业: P122习题8.3的1,2