内容正文:
6.3二项式定理
第六章 计算原理
课时2 二项式系数的性质
新知探究
探究一:杨辉三角
情境设置
下面是历史上的杨辉三角.
问题1: 各行的数字有什么关系?
问题2: 第1、第2、第3、第4、第5、第6行的数字之和各是多少?由此你能猜出第𝑛 行的数字之和吗?
问题3: 试写出第行、第行的数字,并探讨与,之间有什么关系.
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新知生成
知识点一 杨辉三角的特点
杨辉三角的特点
(1)每行两端都是1,在同一行中与这两个1等距离的项的系数相等.
(2)在相邻的两行中,除1以外的每一个数都等于它“肩上”的两个数的和,即
.
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一、杨辉三角
例题1 (多选题)我国南宋数学家杨辉在其1261年所著的《详解九章算法》中给出了著名的“杨辉三角”,由此可见我国古代数学的成就是非常值得我们自豪的.以下关于杨辉三角的说法正确的有( ).
A.第9行中从左到右第6个数是126
B.
C.第7行从左到右第5个数与第6个数的比为
D.由“第𝑛行所有数之和为 ”猜想
【解析】第9行从左到右第6个数是 ,A正确;由组合数的性质可得
,B正确;
第7行从左到右第5个数与第6个数的比为 ,C错误;由组合数的性质得
,D正确.故选 .
ABD
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反思感悟
方法总结
解决与杨辉三角有关问题的一般思路
(1)观察:根据题目要求对杨辉三角横看、竖看、隔行看、连续看,多角度进行观察.
(2)找规律:通过观察找出每一行的数之间、行与行的数据之间的规律.
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新知运用
跟踪训练1 如图,在“杨辉三角”中,从左到右第3斜行的数构成一个数列:1,3,6,10,15,
⋯ .那么该数列的前10项的和为( ).
A.66 B.120 C.165 D.220
【解析】由题意可知第3斜行的前10项分别为,,, , ,
则 ,
所以该数列的前10项的和为220.
D
6
新知探究
探究二:二项式系数的性质
情境设置
问题1:二项式系数何时取得最大值?
问题2:二项式系数有什么性质?
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新知生成
知识点二 二项式系数的性质
1.对称性
在的展开式中,与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等,即
2.最值与增减性
(1)增减性:当时,二项式系数随的增加是逐渐增大的;
当时,二项式系数随𝑘 的增加是逐渐减小的.
(2)最大值:当为偶数时,中间一项的二项式系数取得最大值;
当𝑛 为奇数时, 中间两项的二项式系数,相等,且同时取得最大值.
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二、二项式系数的性质
例题2 若 的展开式共有8项,则下列有关该展开式的说法正确的是( ).
A.𝑛=8 B.各二项式系数的和为128
C.二项式系数最大的项有2项 D.第4项与第5项的系数相等且最大
【解析】因为的展开式共有8项,所以 ,所以A错误;根据二项式系数和的性质,可得二项式系数的和为 ,所以B正确;根据二项式系数的性质,可得中间两项的二项式系数最大,即第4项和第5项的二项式系数最大,所以C正确;
因为的展开式的第4项为 ,第5项为
,所以展开式中第4项与第5项的系数不相等,所以D错误.故
选 .
BC
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反思感悟
方法总结
1.二项式系数最大的项的求法
求二项式系数最大的项,根据二项式系数的性质对中的𝑛进行讨论:
(1)当𝑛为奇数时,中间两项的二项式系数最大;
(2)当𝑛为偶数时,中间一项的二项式系数最大.
2.展开式中系数最大的项的求法
求展开式中系数最大的项与求二项式系数最大的项是不同的,需要根据各项系数
的正、负变化情况进行分析.如求的展开式中系数最大的项,一般
采用待定系数法.设展开式中各项系数分别为,,,,且第项最大,
应用解出,即可得出系数最大的项.
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新知运用
跟踪训练2 已知的展开式.
(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?
(3)求系数最大的项与系数最小的项.
【解析】的展开式的通项为 .
(1)二项式系数最大的项为中间项,即第5项,故 .
(2)设第项系数的绝对值最大,则即整理得
所以或 .故系数的绝对值最大的项是第6项和第7项.
(3)由(2)知,展开式中的第6项和第7项系数的绝对值最大,又第6项的系数为负,
第7项的系数为正,所以系数最大的项为 ,
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新知探究
探究三:赋值法
情境设置
问题1:如何求 的展开式的二项式系数和的?
问题2:什么是赋值法?
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新知生成
知识点三 赋值法
二项展开式中系数和的求法:
(1)对形如,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 即可;对形如的式子求其展开式各项系数之和,只需令 即可.
(2)一般地,若,则展开式中各项系数之和为,奇数项系数之和为 ,偶数项系数之和为
.
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三、赋值法
例3 设 .
(1) 求的值; (2)求的值;
(3) 求的值; (4) 求的值;
(5) 求的值.
(6) 求的值.
【解析】(1)令,得 .
(3)令,得 ,
结合(1)得 ,
.
(的展开式的通项为 ,
, ,
.
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反思感悟
方法总结
赋值法
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新知运用
跟踪训练3 (多选题)已知 ,则( ).
A. B.
C.二项式系数和为256 D.
【解析】由,令,得 ,A正确;令
,得,所以 ,B错误;二项
式系数和为,C正确;由 ,两边求导
得,令 ,得
,D正确.故选 .
ACD
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四、二项式整除形式
例4 (1) 除以100的余数是几?
(2) 除以100的余数是几?
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随堂检测
1. 设,则 ( ).
A. B.0
C.1 D.2
2.设 ,则
的值为( ).
A. B.1
C.2 D.
3. “杨辉三角”是中国古代重要的数学成就之一,如图,这是由
“杨辉三角”拓展而成的三角形数阵,记 为图中所选数1,1,2,3,6,10,20,
构成的数列的第项,则的值为_____.
A
B
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随堂检测
4. 已知的展开式中前三项的二项式系数的和等于37,求展开式中二项式系数
最大的项的系数.
【解析】由,得,解得或
(舍去),则第5项的二项式系数最大, ,故该展开式中
二项式系数最大的项的系数为 .
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课堂小结
1.知识清单:
(1)杨辉三角;
(2)二项式系数的性质;
(3)赋值法.
20
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