内容正文:
计数原理
6.3.2 二项式系数的性质
第六章
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首末两端“等距离”
增大
减小
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学习目标
1.掌握二项式系数的性质及其应用.
2.掌握“赋值法”并会灵活运用.
知识点 二项式系数的性质
二项式系数的性质
(1)对称性:与__________________的两个二项式系数相等.
(2)增减性与最大值:当k<______时,C随k的增加而____;由对称性知,二项式系数的后半部分,C随k的增加而____.当n是偶数时,中间的一项______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)各二项式系数的和
①C+C+C+…+C=______;
②C+C+C+…=C+C+C+…=______.
2n
2n-1
[例1] 设(1-2x)2 024=a0+a1x+a2x2+…+a2 024x2 024(x∈R).
(1)求a0的值;
(2)求a1+a2+a3+…+a2 024的值;
(3)求a1+a3+a5+…+a2 023的值.
(1)在等式(1-2x)2 024=a0+a1x+a2x2+…+a2 024x2 024中,
令x=0,得a0=1.
(2)在等式中,令x=1,
得1=a0+a1+a2+…+a2 024,
又由(1)可知,a0=1,
故a1+a2+…+a2 024=0.
(3)分别令x=-1,x=1,
得
两式相减,得1-32 024=2(a1+a3+…+a2 023).
即a1+a3+…+a2 023=(1-32 024).
[变式探究]
本例条件不变,求|a0|+|a1|+|a2|+…+|a2 024|的值.
由本例(3)解法可知,将
两式相加,得1+32 024=2(a0+a2+…+a2 024).
所以a0+a2+…+a2 024=(1+32 024).
在(1-2x)2 024的展开式中,a0,a2,a4,…,a2 024大于0,而a1,a3,a5,…,a2 023小于0,
故|a0|+|a1|+|a2|+…+|a2 024|=(a0+a2+a4+…+a2 024)-(a1+a3+a5+…+a2 023)=(1+32 024)-(1-32 024)= 32 024.
解决二项式系数和的问题的思维流程
[练1] (多选)(2024·青岛高二期中)已知(1-2x)7=a0+a1x+a2x2+…+a7x7,则( )
A.a0=1
B.a3=-270
C.a1+a2+…+a7=-2
D.a0+a2+a4+a6=
由(1-2x)7=a0+a1x+a2x2+…+a7x7,
令x=0,可得a0=1,故A正确;
含x3的项为C(-2x)3=-280x3,即a3=-280,故B错误;
令x=1,可得(1-2)7=a0+a1+a2+…+a7=-1,
又因为a0=1,故a1+a2+…+a7=-2,故C正确;
令x=-1,可得(1+2)7=a0-a1+a2-…-a7=37,
又由a0+a1+a2+…+a7=-1,故a0+a2+a4+a6=,故D正确.
综合应用 二项式系数性质的应用
[例2] 在(-)8的展开式中.
(1)求二项式系数最大的项;
(2)系数的绝对值最大的项是第几项?
Tk+1=C·()8-k·(-)k
=(-1)k·C·2k·x4-,k=0,1,2,…,8.
(1)二项式系数最大的项为中间项,即为第5项,
故T5=C·24·x4-=1 120x-6.
(2)设第k+1项系数的绝对值最大,
则即
解得k=5或k=6.
故系数绝对值最大的项是第6项和第7项.
[变式探究1]
在本例条件下求系数最大的项与系数最小的项.
由本例(2)知, 展开式中的第6项和第7项系数的绝对值最大, 第6项的系数为负, 第7项的系数为正.
故系数最大的项为T7=C·26·x-11=1 792x-11.
系数最小的项为T6=(-1)5C·25x-=-1 792x-.
[变式探究2]
在(-)n的展开式中,只有第5项的二项式系数最大,求展开式中常数项.
由题意知n=8,
通项公式为Tk+1=(-1)k·C·()8-k·x8-k,
令8-k=0,得k=6,
故常数项为第7项,且T7=(-1)6·()2·C=7.
二项式系数或项的系数最大问题的思路
(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.
[练2] (2024·全国甲卷)(+x)10的展开式中,各项系数中的最大值为________.
答案:5
(+x)10的展开式的通项公式为Tr+1=C()10-rxr,则各项的系数分别为C·()10,C()9,C()8,C()7,C()6,C·()5,C()4,C()3,C()2,C()1,C·()0,观察发现二项式系数先增大后减小,且前后对称,指数式递增,分别计算C()5,
C()4,C()3,C()2,C()1,C()0,比较可得,C()2=5最大.
1.知识清单
(1)二项式系数的性质.
(2)二项式系数性质的应用.
2.方法归纳:赋值法.
3.常见误区:系数与二项式系数的区别,中间项的个数,含绝对值的系数.
◎随堂演练
1.(x-)11的展开式中二项式系数最大的项是( )
A.第3项 B.第6项
C.第6,7项 D.第5,7项
(x-)11的展开式中第项和+1项,即第6,7项的二项式系数相等,且最大.
2.在(1+x)n(n∈N*)的展开式中,若只有x5的系数最大,则n的值为( )
A.8 B.9
C.10 D.11
由题意,展开式共有11项,所以n=10.
3.(2024·江津高二期末)(2x+1)4=a4x4+a3x3+a2x2+a1x+a0,则a0+a2+a4=( )
A.41 B.40
C.-40 D.-41
令x=1,得34=a4+a3+a2+a1+a0,
令x=-1,得1=a4-a3+a2-a1+a0,
所以=a4+a2+a0,即a0+a2+a4=41.
4.(2024·福建福州高二期中)若(2-x)9=a0+a1x+a2x2+…+a9x9,则a1+a2+…+a9的值为( )
A.-1 B.1
C.-511 D.512
当x=1时,a0+a1+a2+…+a9=1;
当x=0时,a0=512,则a1+a2+…+a9=-511.
$$