内容正文:
6.3.2 二项式系数的性质
第六章 计数原理
1
学习目标
会用“赋值法”求展开式系数的和.(难点)
1
2
能记住二项式系数的性质,并能解决相关问题.(重点)
探究 用计算工具计算(a+b)n的展开式的二项式系数,填写如下表.
n (a+b)n的展开式的二项式系数
1 1 1
2 1 2 1
3 1 3 3 1
4 1 4 6 4 1
5 1 5 10 10 5 1
6 1 6 15 20 15 6 1
从表中可以发现,每一行中的系数具有对称性,除此以外还有什么规律呢?为了便于发现规律,上表还可以写成如图所示的形式.
观察上图,还能发现哪些规律?
(1)每行两端的数都是1;
(2)系数呈对称分布;与首末两端“等距离”的两个系数相等;
(3)同一行中,系数先增后减,两端的系数小,中间的系数大.
(4)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.
探究
n=7
n=8
n=9
性质1. 对称性
性质2. 增减性与最大值
性质3. 各二项式系数的和
例题分析——赋值法在二项式系数中的应用
“赋值法”是解决二项展开式中项的系数的常用方法,根据题目要求,灵活赋给字母不同值.一般地,要使展开式中项的关系变为系数的关系,令x=0可得常数项,令x=1可得所有项系数之和,令x=-1可得偶次项系数之和与奇次项系数之和的差.
技巧归纳1
(1)求二项式系数最大的项,根据二项式系数的性质,当n为奇数时,中间两项的二项式系数最大;当n为偶数时,中间一项的二项式系数最大.
(2)求展开式中系数最大项与求二项式系数最大项是不同的,需根据各项系数的正、负变化情况,一般采用列不等式组,解不等式的方法求得.
技巧归纳2
课堂小练
C
D
A
A
B
AC
70
10
5
课堂小结:
1.二项式系数的性质.
2.赋值法求各项系数的和.
对于的展开式的二项式系数,
还可以从函数的角度分析它们.
可看成以r为自变量的函数,
其定义域是.
对于确定的n,还可以画出它的图象,
例如,当时,函数的图象是7个离散点,如图所示.
(1)观察右图,你发现了什么规律?
(2)分别画出时的图象,比较它们的异同,
发现了什么规律?
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.
直线将函数的图象分成对称的两部分,
它是图象的对称轴.
因为
,即
,
所以,当
,即
时,
随
的增加而增大;由对称性知,
当
时,
随
的增加而减小.
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
和
相等,且同时取得最大值.
已知
,
令
,得
.
这就是说,
的展开式的各二项式系数的和等于
.
例 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.
证明:在展开式
中,
令
,
,则得
.
即
.
因此
,
即在
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.已知的展开式中第4项与第8项的二项式系数相等,则所有项的
二项式系数和为( )
A. B. C. D.
解析:由题意,的展开式中第4项与第8项的二项式系数相等,
即,因此,故所有项的二项式系数和为,故选C.
2.在的展开式中含的项的系数等于( )
A.280 B.300 C.210 D.120
解析:在的展开式中含的项的系数为.故选D.
3.若的展开式中各二项式系数之和为256,则其展开式中有理项系数之和为( )
A.85 B.84 C.57 D.56
解析:由的展开式中各二项式系数之和为256,可得,解得,故其展开式的通项为,令,5,8,则其展开式中有理项系数之和为,故选A.
4.若的展开式中所有二项式系数之和为64,则展开式中的常数项是( )
A.240 B.-240 C.160 D.-160
解析:因为的展开式中所有二项式系数之和为64,所以,
解得,所以,其展开式的通项为,其中,,
令,解得,所以展开式中的常数项为.
故选A.
5.若的展开式中只有第6项的二项式系数最大,则展开式的常数项是( )
A.360 B.180 C.90 D.45
解析:因为的展开式中只有第6项的二项式系数最大,则展开式中第6项为中间项,所以总共11项,故,的展开式的通项为,令,得,此时展开式的常数项为.故选B.
6.(多选)对于的展开式,下列结论正确的是( )
A.各项系数之和为0
B.二项式系数的最大值为
C.不存在常数项
D.x的系数为-28
解析:对于,令,可得各项系数之和为,故A正确;
对于B,二项式系数的最大值为,故B错误;对于C,的展开式的通项为,令,解得,因为r不是非负整数,所以不存在常数项,故C正确;对于D,的展开式的通项为,令,解得,则x的系数为,故D错误.故