内容正文:
“功夫”2025届第一轮精练
第56讲 二项式定理
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“功夫”2025届第一轮精练
最新考题尽在“功夫”!1
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学习目标
1. 能用多项式运算法则和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.
利用二项式定理求项的系数
知识:
【例1】1.(2024北京)在的展开式中,的系数为( )
A. B. C. D.
【解析】的二项展开式为,
令,解得,
故所求即为.故选:A.
2.(2022全国I)的展开式中的系数为 (用数字作答).
【解析】因为,
所以的展开式中含的项为,
的展开式中的系数为-28
思维升华 求二项展开式中特定项的步骤
3.(2022天津)的展开式中的常数项为 .
【解析】由题意的展开式的通项为,
令即,则,
所以的展开式中的常数项为.
【拓展练习】1.(2023天津)在的展开式中,项的系数为 .
【解析】展开式的通项公式,
令可得,,
则项的系数为.
2.(2024年天津)在的展开式中,常数项为 .
【解析】因为的展开式的通项为,
令,可得,所以常数项为.
3.(2024上海夏季)在的二项展开式中,若各项系数和为32,则项的系数为 .
【解析】令,,即,解得,
所以的展开式通项公式为,令,则,
.故答案为:10.
4.(2020·全国·)的展开式中x3y3的系数为( )
A.5 B.10 C.15 D.20
【解析】展开式的通项公式为(且)
所以的各项与展开式的通项的乘积可表示为:
和
在中,令,可得:,该项中的系数为,
在中,令,可得:,该项中的系数为
所以的系数为 故选:C
知识:
利用二项式定理求系数和问题
【例2】1.(2022浙江)已知多项式,则 , .
【解析】含的项为:,故;
令,即,
令,即,
∴, 故答案为:;.
2.(2022北京)若,则( )
A.40 B.41 C. D.
【解析】令,则,
令,则,
故,故选:B.
思维升华 赋值法的应用
(1)对形如(ax+b)n(a,b∈R)的式子求其展开式的各项系数之和,常用赋值法,只需令x=1.
(2)对形如(ax+by)n(a,b∈R)的式子求其展开式的各项系数之和,只需令x=y=1.
(3)一般地,对于多项式(a+bx)n=a0+a1x+a2x2+…+anxn,令g(x)=(a+bx)n,则(a+bx)n的展开式中各项的系数和为g(1),(a+bx)n的展开式中奇数项的系数和为[g(1)+g(-1)],(a+bx)n的展开式中偶数项的系数和为[g(1)-g(-1)].
【拓展练习】5.(2024·南昌调研)若(1+x)10=a0+a1x+a2x2+…+a10x10,则a2+a6+a8=________;a1+2a2+3a3+…+10a10=________.
【解析】 ①由已知得(1+x)10展开式的通项为Tk+1=Cxk,所以展开式中每一项的系数即为其二项式系数.
故a2+a6+a8=C+C+C=300.
②对原式两边求导得,
10(1+x)9=a1+2a2x+3a3x2+…+10a10x9.
令x=1,得 a1+2a2+3a3+…+10a10=10×29=5 120.
系数与二项式系数的最值
【例3】1.(2024全国甲理)的展开式中,各项系数中的最大值为 .
【解析】由题展开式通项公式为,且,
设展开式中第项系数最大,则,
,即,又,故,
所以展开式中系数最大的项是第9项,且该项系数为.故答案为:5.
思维升华 1.求二项式系数最大项
(1)如果n是偶数,那么中间一项(第+1项)的二项式系数最大;
(2)如果n是奇数,那么中间两项(第项与第+1项)的二项式系数相等且最大.
2.求展开式系数最大项
求(a+bx)n(a,b∈R)的展开式中系数最大的项,一般是采用待定系数法,设展开式各项系数分别为A1,A2,…,An+1,且第k项系数最大,应用解出k.
【拓展练习】6.(2024·山西临汾·三模)在的展开式中( )
A.所有奇数项的二项式系数的和为128 B.二项式系数最大的项为第5项
C.有理项共有两项 D.所有项的系数的和为
【解析】对于A,二项式系数和为,则所有奇数项的二项式系数的和为,故A正确;
对于B, 二项式系数最大为,则二项式系数最大的项为第5项,故B正确;
对于C,,为有理项,可取的值为,所以有理项共有三项,故C错误;
对于D,令,则所有项系数和为,故D错误.
故选:AB.
二项式定理的综合应用
【例4】1. 设a∈Z,且0≤a≤13,若512 025+a能被13整除,则a等于( )
A.0 B.1 C.11 D.12
【解析】 因为a∈Z,且0≤a≤13,
所以512 025+a=(52-1)2 025+a
=C·522 025-C·522 024+C·522 023-…+C·52-C+a,
因为512 025+a能被13整除,
所以-C+a=-1+a能被13整除,又0≤a≤13,
所以a=1.
2. 利用二项式定理计算1.056,则其结果精确到0.01的近似值是( )
A.1.23 B.1.24 C.1.33 D.1.34
【解析】 1.056=(1+0.05)6=C+C×0.05+C×0.052+C×0.053+…+C×0.056
=1+0.3+0.037 5+0.002 5+…+0.056≈1.34.
思维升华 二项式定理应用的题型及解法
(1)在证明整除问题或求余数问题时要进行合理的变形,使被除式(数)展开后的每一项都含有除式的因式.
(2)二项式定理的一个重要用途是做近似计算:当n不是很大,|x|比较小时,(1+x)n≈1+nx.
【拓展练习】7. 1-90C+902C-903C+…+(-1)k90kC+…+9010C除以88的余数是( )
A.-1 B.1 C.-87 D.87
【解析】 1-90C+902C-903C+…+(-1)k90kC+…+9010C
=(1-90)10=8910=(88+1)10=8810+C×889+…+C×88+1.
∵前10项均能被88整除,
∴余数是1.故选B.
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学习目标
1. 能用多项式运算法则和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.
利用二项式定理求项的系数
知识:
【例1】1.(2024北京)在的展开式中,的系数为( )
A. B. C. D.
【解析】的二项展开式为,
令,解得,
故所求即为.故选:A.
2.(2022全国I)的展开式中的系数为 (用数字作答).
【解析】因为,
所以的展开式中含的项为,
的展开式中的系数为-28
思维升华 求二项展开式中特定项的步骤
3.(2022天津)的展开式中的常数项为 .
【解析】由题意的展开式的通项为,
令即,则,
所以的展开式中的常数项为.
【拓展练习】1.(2023天津)在的展开式中,项的系数为 .
【解析】展开式的通项公式,
令可得,,
则项的系数为.
2.(2024年天津)在的展开式中,常数项为 .
【解析】因为的展开式的通项为,
令,可得,所以常数项为.
3.(2024上海夏季)在的二项展开式中,若各项系数和为32,则项的系数为 .
【解析】令,,即,解得,
所以的展开式通项公式为,令,则,
.故答案为:10.
4.(2020·全国·)的展开式中x3y3的系数为( )
A.5 B.10 C.15 D.20
【解析】展开式的通项公式为(且)
所以的各项与展开式的通项的乘积可表示为:
和
在中,令,可得:,该项中的系数为,
在中,令,可得:,该项中的系数为
所以的系数为 故选:C
知识:
利用二项式定理求系数和问题
【例2】1.(2022浙江)已知多项式,则 , .
【解析】含的项为:,故;
令,即,
令,即,
∴, 故答案为:;.
2.(2022北京)若,则( )
A.40 B.41 C. D.
【解析】令,则,
令,则,
故,故选:B.
思维升华 赋值法的应用
(1)对形如(ax+b)n(a,b∈R)的式子求其展开式的各项系数之和,常用赋值法,只需令x=1.
(2)对形如(ax+by)n(a,b∈R)的式子求其展开式的各项系数之和,只需令x=y=1.
(3)一般地,对于多项式(a+bx)n=a0+a1x+a2x2+…+anxn,令g(x)=(a+bx)n,则(a+bx)n的展开式中各项的系数和为g(1),(a+bx)n的展开式中奇数项的系数和为[g(1)+g(-1)],(a+bx)n的展开式中偶数项的系数和为[g(1)-g(-1)].
【拓展练习】5.(2024·南昌调研)若(1+x)10=a0+a1x+a2x2+…+a10x10,则a2+a6+a8=________;a1+2a2+3a3+…+10a10=________.
【解析】 ①由已知得(1+x)10展开式的通项为Tk+1=Cxk,所以展开式中每一项的系数即为其二项式系数.
故a2+a6+a8=C+C+C=300.
②对原式两边求导得,
10(1+x)9=a1+2a2x+3a3x2+…+10a10x9.
令x=1,得 a1+2a2+3a3+…+10a10=10×29=5 120.
系数与二项式系数的最值
【例3】1.(2024全国甲理)的展开式中,各项系数中的最大值为 .
【解析】由题展开式通项公式为,且,
设展开式中第项系数最大,则,
,即,又,故,
所以展开式中系数最大的项是第9项,且该项系数为.故答案为:5.
思维升华 1.求二项式系数最大项
(1)如果n是偶数,那么中间一项(第+1项)的二项式系数最大;
(2)如果n是奇数,那么中间两项(第项与第+1项)的二项式系数相等且最大.
2.求展开式系数最大项
求(a+bx)n(a,b∈R)的展开式中系数最大的项,一般是采用待定系数法,设展开式各项系数分别为A1,A2,…,An+1,且第k项系数最大,应用解出k.
【拓展练习】6.(2024·山西临汾·三模)在的展开式中( )
A.所有奇数项的二项式系数的和为128 B.二项式系数最大的项为第5项
C.有理项共有两项 D.所有项的系数的和为
【解析】对于A,二项式系数和为,则所有奇数项的二项式系数的和为,故A正确;
对于B, 二项式系数最大为,则二项式系数最大的项为第5项,故B正确;
对于C,,为有理项,可取的值为,所以有理项共有三项,故C错误;
对于D,令,则所有项系数和为,故D错误.
故选:AB.
二项式定理的综合应用
【例4】1. 设a∈Z,且0≤a≤13,若512 025+a能被13整除,则a等于( )
A.0 B.1 C.11 D.12
【解析】 因为a∈Z,且0≤a≤13,
所以512 025+a=(52-1)2 025+a
=C·522 025-C·522 024+C·522 023-…+C·52-C+a,
因为512 025+a能被13整除,
所以-C+a=-1+a能被13整除,又0≤a≤13,
所以a=1.
2. 利用二项式定理计算1.056,则其结果精确到0.01的近似值是( )
A.1.23 B.1.24 C.1.33 D.1.34
【解析】 1.056=(1+0.05)6=C+C×0.05+C×0.052+C×0.053+…+C×0.056
=1+0.3+0.037 5+0.002 5+…+0.056≈1.34.
思维升华 二项式定理应用的题型及解法
(1)在证明整除问题或求余数问题时要进行合理的变形,使被除式(数)展开后的每一项都含有除式的因式.
(2)二项式定理的一个重要用途是做近似计算:当n不是很大,|x|比较小时,(1+x)n≈1+nx.
【拓展练习】7. 1-90C+902C-903C+…+(-1)k90kC+…+9010C除以88的余数是( )
A.-1 B.1 C.-87 D.87
【解析】 1-90C+902C-903C+…+(-1)k90kC+…+9010C
=(1-90)10=8910=(88+1)10=8810+C×889+…+C×88+1.
∵前10项均能被88整除,
∴余数是1.故选B.
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