内容正文:
第06讲 二项式定理
【复习目录】
· 一、求二项展开式的第k项
· 二、求指定项的二项式系数或系数
· 三、求有理项或其系数
· 四、根据指定项或系数求参数
· 五、三项展开式的系数问题
· 六、两个二项式乘积展开式的系数问题
· 七、二项式系数和
· 八、二项式系数的增减性和最值
· 九、二项展开式各项的系数和
· 十、奇次项与偶次项的系数和
· 十一、求系数最大(小)的项
· 十二、由二项展开式各项系数和求参数
· 十三、杨辉三角
· 十四、二项式定理综合
【知识梳理】
1.二项式定理
二项式定理
(a+b)n=Can+Can-1b1+…+Can-kbk+…+Cbn(n∈N*)
二项展开式的通项
Tk+1=Can-kbk,它表示第k+1项
二项式系数
C(k=0,1,…n)
2.二项式系数的性质
(1)对称性:与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等.
(2)增减性与最大值
当n是偶数时,中间一项取得最大值;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
(a+b)n的展开式的各二项式系数的和等于2n.
【题型归纳】
题型一、求二项展开式的第k项
1.(23-24高二下·海南·期末)的展开式中,的系数为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二下·安徽阜阳·期中)的展开式中的常数项为( )
A.14 B.12 C.7 D.
3.(22-23高二下·河北保定·期末)的展开式中含的项为( )
A. B.
C. D.
题型二、求指定项的二项式系数或系数
4.(23-24高二下·河南开封·期末)已知的展开式中第3项与第6项的二项式系数相等,则这两项的二项式系数是( )
A.21 B.42 C.84 D.168
5.(23-24高二下·湖南娄底·期末)求的展开式中的系数( )
A.32 B. C.24 D.
6.(23-24高二下·河北石家庄·期末)的展开式中的系数为( )
A. B.4 C. D.6
题型三、求有理项或其系数
7.(22-23高二上·甘肃庆阳·期末)在的展开式中,系数为有理数的项是( )
A.第3项 B.第4项 C.第5项 D.第6项
8.(21-22高二下·贵州遵义·期末)展开式的二项式系数和64,则展开式中的有理项个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
9.(2022·广东汕头·二模)二项式展开式中,有理项共有( )项.
A.3 B.4 C.5 D.7
题型四、根据指定项或系数求参数
10.(24-25高二上·辽宁大连·期末)已知二项式的展开式中第2项与第3项的二项式系数之比为,则展开式中常数项为( )
A.60 B.240 C. D.
11.(23-24高二下·四川德阳·期末)已知二项式的展开式中的系数是,则实数a的值为( )
A. B.4 C. D.2
12.(23-24高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末)已知的展开式的各二项式系数和为,且的系数为,则( )
A.1 B.2 C. D.
题型五、三项展开式的系数问题
13.(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期中)的展开式中,的系数为( ).
A. B. C. D.
14.(23-24高二下·重庆·阶段练习)展开式中的系数为( )
A.90 B.180 C.270 D.360
15.(23-24高二下·重庆巴南·期中)的展开式中常数项为( )
A.544 B.559 C.495 D.79
题型六、两个二项式乘积展开式的系数问题
16.(2025·江西·模拟预测)的展开式中,的系数为( )
A. B. C.2 D.4
17.(24-25高二上·甘肃白银·期末)若的展开式中含的系数为15,则实数( )
A.2 B.1 C. D.
18.(23-24高二下·浙江舟山·期末)在的展开式中,常数项为( )
A.182 B.42 C. D.
题型七、二项式系数和
19.(23-24高二下·重庆·期末)若的展开式中二项式系数之和为32,则展开式中含项的系数为( )
A.80 B. C.40 D.
20.(23-24高二下·安徽滁州·期末)若的展开式中二项式系数之和为32,各项系数之和为243,则展开式中的系数是( )
A.32 B.64 C.80 D.160
21.(23-24高二下·浙江湖州·期末)的展开式中常数项的值为,记展开式的二项式系数和为,系数和为,则( )
A. B. C. D.
题型八、二项式系数的增减性和最值
22.(23-24高二下·广东广州·期末)的展开式中,各项的二项式系数只有第4项最大,则常数项为( )
A.160 B.20 C. D.
23.(23-24高二下·广西·期末)若的展开式中二项式系数最大的项仅有第6项,则展开式中的常数项为( )
A.第4项 B.第5项
C.第6项 D.第7项
24.(2024·江西·二模)已知的二项展开式中只有第3项的二项式系数最大,则展开式中的常数项为( )
A.24 B.18 C.12 D.6
题型九、二项展开式各项的系数和
25.(24-25高二下·湖南衡阳·期中)已知,则下列结论正确的有( )
A. B.
C. D.
26.(24-25高二上·广西·期末)已知,则( )
A.
B.
C.
D.
27.(23-24高二下·天津静海·阶段练习)已知,则( )
A.
B.此二项展开式系数最大的项为第4项
C.此二项展开式的二项式系数和为32
D.
题型十、奇次项与偶次项的系数和
28.(22-23高二下·重庆江津·期末) 则 ( )
A.41 B.40 C. D.
29.(22-23高二下·河南郑州·期中)若,则( )
A. B.16 C.15 D.1
30.(23-24高二下·山东泰安·期中)已知对任意实数x,,则下列结论成立的是( )
A.
B.
C.
D.
题型十一、求系数最大(小)的项
31.(23-24高二下·重庆·阶段练习)已知的展开式中仅第4项的二项式系数最大,则展开式中系数最大的项是第( )项
A.2 B.3 C.4 D.5
32.(22-23高三上·河南安阳·阶段练习)已知的展开式中只有第5项是二项式系数最大,则该展开式中各项系数的最小值为( )
A. B. C. D.
33.(21-22高二下·广西百色·期末)关于的展开式中共有7项,下列说法中正确的是( )
A.展开式中二项式系数之和为32 B.展开式中各项系数之和为1
C.展开式中二项式系数最大的项为第3项 D.展开式中系数最大的项为第4项
题型十二、由二项展开式各项系数和求参数
34.(23-24高二上·黑龙江·期末)在的二项展开式中,各二项式系数之和为,各项系数之和为,若,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
35.(2024·全国·模拟预测)已知的展开式中所有项的系数之和为64,则展开式中的系数为( )
A. B.1215 C.135 D.
36.(20-21高二下·江西赣州·期末)若的展开式中各项系数的和为2,则该展开式中的常数项为( )
A.10 B.20 C.30 D.40
题型十三、杨辉三角
37.(23-24高二上·山东德州·期末)将杨辉三角中的每一个数都换成,得到如图所示的莱布尼茨三角形.莱布尼茨三角形具有很多优美的性质,如从第0行开始每一个数均等于其“脚下”两个数之和,如果(为正整数),则下列结论中正确的是( )
第0行
第1行
第2行
第3行
…… ……
A.当时中间的两项相等,且同时取得最大值
B.当时中间一项为
C.第6行第5个数是
D.
38.(23-24高二下·湖南邵阳·期中)如图,若在“杨辉三角”中从第2行右边的1开始按“锯齿形”排列的箭头所指的数依次构成一个数列:1,2,3,3,6,4,10,5,…,则此数列的前20项的和为( )
A.350 B.295 C.285 D.230
39.(23-24高二下·广东东莞·期末)如图,“杨辉三角”是二项式系数在三角形中的一种几何排列,在我国南宋数学家杨辉1261年所著的《详解九章算法》一书中出现,比欧洲发现早500年左右.现从杨辉三角第20行随机取一个数,该数大于2024的概率为( )
A. B. C. D.
题型十四、二项式定理综合
40.(24-25高二上·江苏常州·期末)设,求值:
(1);
(2);
(3).
41.(24-25高二上·辽宁沈阳·期末)在的展开式中,求:
(1)第3项的二项式系数及系数;
(2)奇数项的二项式系数和;
(3)求系数绝对值最大的项.
42.(24-25高二上·辽宁·期末)若的展开式中第3项与第9项的二项式系数相等,且.
(1)求的系数;
(2)求的值.
【专题强化】
一、单选题
1.(24-25高二上·江苏常州·期末)在二项式的展开式中,含项的系数为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·江西九江·期末)若的二项展开式中常数项为160,则实数的值为( )
A.2 B. C. D.
3.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·期末)的展开式中的系数为( )
A.24 B.21 C.15 D.9
4.(23-24高二下·新疆克孜勒苏·期中)若展开式中只有第项的二项式系数最大,则( )
A. B. C. D.
5.(23-24高二下·北京海淀·期末)设,若,则( )
A.80 B.40 C. D.
6.(23-24高二下·新疆·期末)已知,则( )
A. B. C. D.
7.(23-24高二下·安徽合肥·期末)在二项式的展开式中,二项式系数的和为64,把展开式中所有的项重新排成一列,奇次项(未知数的指数为奇数的项)都互不相邻的概率为( )
A. B. C. D.
8.(23-24高二下·四川眉山·期末)的展开式中,各项系数和与含项的系数分别是( )
A.4092,495 B.8188,220 C.4092,220 D.8188,495
9.(23-24高二下·北京东城·期末)《孙子算经》是中国南北朝时期重要的数学著作,书中的“中国剩余定理”对同余除法进行了深入的研究.现给出一个同余问题:如果和被除得的余数相同,那么称和对模同余,记为.若,则的值可以是( )
A.2023 B.2024 C.2025 D.2026
二、多选题
10.(24-25高三下·广东肇庆·阶段练习)已知(常数)的展开式中第5项与第7项的二项式系数相等,则( )
A.
B.展开式中奇数项的二项式系数的和为256
C.展开式中的系数为
D.若展开式中各项系数的和为1024,则第6项的系数最大
11.(24-25高二上·江西新余·期末)下列说法正确的是( )
A.若二项式的展开式中,第3项的二项式系数最大,则
B.若,则
C.被8除的余数为1
D.的展开式中含项的系数为5292
12.(24-25高二上·江西·期末)关于,下列结论正确的是( )
A.展开式中的常数项为1 B.展开式中项的系数为
C.展开式中所有项的系数和为 D.展开式中项的系数为392
13.(24-25高二下·海南省直辖县级单位·期中)已知,则下列结论中正确的是( )
A. B.=
C.= D.=
14.(24-25高二上·甘肃·期末)在下列关于二项式的命题中,正确的是( )
A.的展开式中,一共有6项
B.在的展开式中,所有二项式系数的和为64
C.若,则
D.二项式,若,则
三、填空题
15.(24-25高二下·贵州·期中)的二项展开式中的系数为 .
16.(24-25高二上·江西鹰潭·期末)若的展开式中的系数为,则a的值为 .
17.(23-24高二下·四川成都·期末)若,则的值为 .
18.(23-24高二下·内蒙古巴彦淖尔·期末)已知二项式展开式中各项二项式系数的和为16,则 ,展开式中的常数项为 .
19.(23-24高二下·上海宝山·期末)设(m、n为正整数)对任意实数x都成立,若,则的最小值为 .
20.(23-24高二下·福建泉州·期末)在“杨辉三角”中,每一个数都是它“肩上”两个数的和,它开头几行如图所示.那么,在“杨辉三角”中,第 行会出现三个相邻的数,其比为2:3:4.
四、解答题
21.(23-24高二下·新疆克孜勒苏·期末)已知(其中)的展开式中前3项的二项式系数之和等于16.
(1)求的值;
(2)若展开式中的系数为,求实数的值.
22.(23-24高二下·江苏扬州·期末)已知,且.
(1)求与的值;
(2)求的值.
23.(23-24高二下·湖北·阶段练习)已知二项式,且其二项式系数之和为64.
(1)求和;
(2)求;
(3)求.
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第06讲 二项式定理
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· 一、求二项展开式的第k项
· 二、求指定项的二项式系数或系数
· 三、求有理项或其系数
· 四、根据指定项或系数求参数
· 五、三项展开式的系数问题
· 六、两个二项式乘积展开式的系数问题
· 七、二项式系数和
· 八、二项式系数的增减性和最值
· 九、二项展开式各项的系数和
· 十、奇次项与偶次项的系数和
· 十一、求系数最大(小)的项
· 十二、由二项展开式各项系数和求参数
· 十三、杨辉三角
· 十四、二项式定理综合
【知识梳理】
1.二项式定理
二项式定理
(a+b)n=Can+Can-1b1+…+Can-kbk+…+Cbn(n∈N*)
二项展开式的通项
Tk+1=Can-kbk,它表示第k+1项
二项式系数
C(k=0,1,…n)
2.二项式系数的性质
(1)对称性:与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等.
(2)增减性与最大值
当n是偶数时,中间一项取得最大值;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
(a+b)n的展开式的各二项式系数的和等于2n.
【题型归纳】
题型一、求二项展开式的第k项
1.(23-24高二下·海南·期末)的展开式中,的系数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用二项式展开式通项公式来求指定项系数.
【详解】由,
当,解得,
所以的系数为,
故选:A.
2.(23-24高二下·安徽阜阳·期中)的展开式中的常数项为( )
A.14 B.12 C.7 D.
【答案】A
【分析】根据二项式写出通项,然后令的次数等于零得到,即可得到常数项.
【详解】的展开式中的通项,
令,得,所以的展开式中的常数项为.
故选:A
3.(22-23高二下·河北保定·期末)的展开式中含的项为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】应用二项式展开式通项公式计算求解即可.
【详解】的通项.
令,得,
所以展开式中的项为.
故选:D.
题型二、求指定项的二项式系数或系数
4.(23-24高二下·河南开封·期末)已知的展开式中第3项与第6项的二项式系数相等,则这两项的二项式系数是( )
A.21 B.42 C.84 D.168
【答案】A
【分析】利用二项式的展开式的通项公式可得,求解即可.
【详解】由,可得展开式的通项公式为,
因为的展开式中第3项与第6项的二项式系数相等,所以,
解得,所以.
故选:A.
5.(23-24高二下·湖南娄底·期末)求的展开式中的系数( )
A.32 B. C.24 D.
【答案】B
【分析】利用二项展开式的通项公式求解即可.
【详解】的展开式的通项是,
依题意,
,
因此,的系数.
故选:B.
6.(23-24高二下·河北石家庄·期末)的展开式中的系数为( )
A. B.4 C. D.6
【答案】D
【分析】先化简代数式,再利用二项展开式的通项求出第项,令,的指数都为1求出的系数.
【详解】解:,
只需求展开式中的含项的系数,
的展开式的通项为,
令,得,
展开式中的系数为
故选:D.
题型三、求有理项或其系数
7.(22-23高二上·甘肃庆阳·期末)在的展开式中,系数为有理数的项是( )
A.第3项 B.第4项 C.第5项 D.第6项
【答案】C
【分析】根据二项式定理展开式的通项可确定系数为有理数时的取值,即可得出结果.
【详解】在的展开式中,根据通项可知,
时系数为有理数,即第五项为.
故选:C
8.(21-22高二下·贵州遵义·期末)展开式的二项式系数和64,则展开式中的有理项个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】D
【分析】利用二项式定理的性质与通项求解即可.
【详解】解:二项系数和为,则,所以的通项为:,其中,
则展开式中的有理项满足,故,共3项.
故选:D.
9.(2022·广东汕头·二模)二项式展开式中,有理项共有( )项.
A.3 B.4 C.5 D.7
【答案】D
【分析】求出展开式的通项,令的指数部分为整数即可得结果.
【详解】二项式展开式中,
通项为,其中,
的取值只需满足,则,
即有理项共有7项,
故选:D.
题型四、根据指定项或系数求参数
10.(24-25高二上·辽宁大连·期末)已知二项式的展开式中第2项与第3项的二项式系数之比为,则展开式中常数项为( )
A.60 B.240 C. D.
【答案】A
【分析】由题意结合二项式的展开式的通项公式得,求出的值,令,即可求出结果.
【详解】二项式的展开式的通项公式为,
因为展开式中第2项与第3项的二项式系数之比为,
所以,解得,又因为,解得,
所以二项式的展开式的通项公式为,
令,解得,所以展开式中常数项为.
故选:A.
11.(23-24高二下·四川德阳·期末)已知二项式的展开式中的系数是,则实数a的值为( )
A. B.4 C. D.2
【答案】C
【分析】由二项式定理可列方程求解参数.
【详解】因为二项式的展开式中的系数是,
所以,解得.
故选:C.
12.(23-24高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末)已知的展开式的各二项式系数和为,且的系数为,则( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】C
【分析】由二项式系数和为,求出,再写出展开式的通项,利用通项计算可得.
【详解】因为展开式的各二项式系数和为,所以,解得,
所以展开式的通项为(且),
令,解得,
所以展开式中的系数为,解得.
故选:C
题型五、三项展开式的系数问题
13.(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期中)的展开式中,的系数为( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】依题意展开式的项看做有个盒子,每个盒子中,,三个元素,从每个盒子中取出一个元素,再将所得的元素相乘,分三种情况讨论,根据组合数公式计算可得.
【详解】展开式中的项,可看做有个盒子,每个盒子中,,三个元素,从每个盒子中取出一个元素,再将所得的元素相乘;
要得到:
①可以取个,个,个,则为;
②可以取个,个,个,则为;
③可以取个,个,个,则为;
综上可得的系数为.
故选:D
14.(23-24高二下·重庆·阶段练习)展开式中的系数为( )
A.90 B.180 C.270 D.360
【答案】D
【分析】根据二项式定理,组合知识进行求解.
【详解】从的6个因式中,其中2个因式选择,2个因式选择,剩余2个选择1,
故展开式中的系数为.
故选:D
15.(23-24高二下·重庆巴南·期中)的展开式中常数项为( )
A.544 B.559 C.495 D.79
【答案】B
【分析】若要展开式中出现常数项,需考虑六个括号中每个括号提供哪些项,分三种情况解决即可.
【详解】展开式中的常数项分三种情况:
第一种,六个括号都提供,此时得到;
第二种,六个括号中一个括号提供,两个括号提供,三个括号提供,此时得到;
第三种,六个括号中两个括号提供,四个括号提供,此时得到,
所以展开式的常数项为,
故选:B.
题型六、两个二项式乘积展开式的系数问题
16.(2025·江西·模拟预测)的展开式中,的系数为( )
A. B. C.2 D.4
【答案】D
【分析】求得中,常数项及项,即可求解.
【详解】因为中常数项为1,项的系数为,
所以的展开式中,的系数为,
故选:D
17.(24-25高二上·甘肃白银·期末)若的展开式中含的系数为15,则实数( )
A.2 B.1 C. D.
【答案】D
【分析】根据二项式展开式的通项公式列方程来求得的值.
【详解】的展开式的通项,
所以的展开式中含的系数为,
令,即,解得.
故选:D
18.(23-24高二下·浙江舟山·期末)在的展开式中,常数项为( )
A.182 B.42 C. D.
【答案】B
【分析】写出展开式的通项,从而确定常数项.
【详解】因为,
则的展开通项公式为,
的展开通项公式为,
令,即,
可得和,
相加得,
故选:B.
题型七、二项式系数和
19.(23-24高二下·重庆·期末)若的展开式中二项式系数之和为32,则展开式中含项的系数为( )
A.80 B. C.40 D.
【答案】B
【分析】借助二项式系数和公式可得,借助二项式的展开式的通项公式计算即可得含项的系数.
【详解】由题意可得,即,
则对有,
故,即展开式中含项的系数为.
故选: B.
20.(23-24高二下·安徽滁州·期末)若的展开式中二项式系数之和为32,各项系数之和为243,则展开式中的系数是( )
A.32 B.64 C.80 D.160
【答案】C
【分析】根据二项式系数和可求得的值,由各项系数和可求得的值,进而由二项定理求得的系数即可.
【详解】因为的二项式系数之和为32,则,解得,
所以二项式为,
因为展开式各项系数和为243,
令,代入可得,
解得 ,
所以二项式为,
则该二项式展开式的通项为 ,,
令,解得,
则展开式中的系数为.
故选:C.
21.(23-24高二下·浙江湖州·期末)的展开式中常数项的值为,记展开式的二项式系数和为,系数和为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用展开式的通项公式求出常数项,并求值,再由二项式系数和是,而各项系数和是用赋值变量得到,从而解得结果.
【详解】由的展开式中常数项是第四项即:,解得,
所以的展开式系数和为,即,
而的展开式二项式系数和为,即,
所以,
故选:A.
题型八、二项式系数的增减性和最值
22.(23-24高二下·广东广州·期末)的展开式中,各项的二项式系数只有第4项最大,则常数项为( )
A.160 B.20 C. D.
【答案】C
【分析】依题意,根据二项式系数性质,可知,从而可得展开式通项,令即可求得常数项的值.
【详解】解:因为二项展开式中的各项的二项式系数只有第4项最大,所以,
则展开式的通项为,
令,解得,
所以,即展开式中常数项为.
故选:C.
23.(23-24高二下·广西·期末)若的展开式中二项式系数最大的项仅有第6项,则展开式中的常数项为( )
A.第4项 B.第5项
C.第6项 D.第7项
【答案】D
【分析】由条件结合二项式系数的性质求,再结合展开式通项公式求结论.
【详解】因为的展开式中二项式系数最大的项仅有第6项,
所以,
二项式的展开式的通项公式为,
令,可得,
所以展开式中的常数项为第项.
故选:D.
24.(2024·江西·二模)已知的二项展开式中只有第3项的二项式系数最大,则展开式中的常数项为( )
A.24 B.18 C.12 D.6
【答案】A
【分析】首先根据题意求得,然后结合二项式定理即可求解.
【详解】已知的二项展开式中只有第3项的二项式系数最大,则只能,
从而的展开式为,
令,解得,
所以展开式中的常数项为.
故选:A.
题型九、二项展开式各项的系数和
25.(24-25高二下·湖南衡阳·期中)已知,则下列结论正确的有( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由赋值法逐项判断A,C,D即可,对于B,求展开式中第7项的系数即可.
【详解】对于A,取,得,故A错误;
对于B,的展开式中第7项为,
所以,故B错误;
对于C,取得,
所以,故C错误;
对于D,由,
取得,
取得,
所以,故D正确.
故选:D
26.(24-25高二上·广西·期末)已知,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】根据已知条件,结合二项式定理,利用赋值法逐项求解各个选项即可.
【详解】令,得,故A不正确;
令,得,所以,故B不正确;
令,得,
所以,故C正确;
令,得,所以D不正确.
故选:C
27.(23-24高二下·天津静海·阶段练习)已知,则( )
A.
B.此二项展开式系数最大的项为第4项
C.此二项展开式的二项式系数和为32
D.
【答案】D
【分析】对A:借助二项式的展开式的通项公式计算即可得;对B:计算出第4项的系数可得其小于0,再计算出第1项的系数可得其大于0,可得其错误;对C:借助二项式系数和为计算即可得;对D:借助赋值法,令代入计算后结合即可得.
【详解】对A:,则,故A错误;
对B:,即第4项的系数为,
令,有,故B错误;
对C:,故此二项展开式的二项式系数和为,故C错误;
对D:令,则,又,
故,故D正确.
故选:D.
题型十、奇次项与偶次项的系数和
28.(22-23高二下·重庆江津·期末) 则 ( )
A.41 B.40 C. D.
【答案】A
【分析】利用赋值法得到,两式相加即可求解.
【详解】在中依次令,,可得
,
所以.
故选:A.
29.(22-23高二下·河南郑州·期中)若,则( )
A. B.16 C.15 D.1
【答案】B
【分析】利用赋值法可得答案.
【详解】因为,
令得.
故选:B
30.(23-24高二下·山东泰安·期中)已知对任意实数x,,则下列结论成立的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】
对于题中的二项展开式,只需分别取,,和代入化简计算即可判断ABC,将二项式展开式两边求导,然后取代入化简计算即可判断D.
【详解】因(*)
对于A项,当时,代入(*)可得,当时,代入(*)可得,所以,故A项错误;
对于B项,当时,代入(*)可得,
又,所以,故B项错误;
对于C项,当时,代入(*)可得,故C项正确;
对于D项,对(*)两边求导可得,
,当时,,故D项错误.
故选:C.
题型十一、求系数最大(小)的项
31.(23-24高二下·重庆·阶段练习)已知的展开式中仅第4项的二项式系数最大,则展开式中系数最大的项是第( )项
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【分析】根据第4项的二项式系数最大求出,再通过通项公式得出展开式中项的系数为,接着由即可求解.
【详解】由题意二项式系数仅最大,故,
所以二项式为,其通项公式为,
设二项式展开式中第项的系数最大,则有,
,即,故,经经验符合题意,
所以展开式中系数最大的项是第3项.
故选:B.
32.(22-23高三上·河南安阳·阶段练习)已知的展开式中只有第5项是二项式系数最大,则该展开式中各项系数的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先根据二项式系数的性质可得,再结合二项展开式的通项求各项系数,分析列式求系数最小项时的值,代入求系数的最小值.
【详解】∵展开式中只有第5项是二项式系数最大,则
∴展开式的通项为
则该展开式中各项系数
若求系数的最小值,则为奇数且,即,解得
∴系数的最小值为
故选:C.
33.(21-22高二下·广西百色·期末)关于的展开式中共有7项,下列说法中正确的是( )
A.展开式中二项式系数之和为32 B.展开式中各项系数之和为1
C.展开式中二项式系数最大的项为第3项 D.展开式中系数最大的项为第4项
【答案】B
【分析】依题意可得,再根据二项式系数和为判断A,令即可求出展开式系数和,即可判断B,根据二项式系数的特征判断C,再求出展开式系数最大值,即可判断D;
【详解】解:因为二项式的展开式中共有7项,所以,
选项A:所有项的二项式系数和为,故A不正确;
选项B:令,则,所以所有项的系数的和为1,故B正确;
选项C:二项式系数最大的项为第4项,故C不正确;
选项D:二项式的展开式的通项为,
故系数为,系数的最大项只从中选择,
当时,当时,当时,当时,
故当时系数最大,所以展开式中系数最大的项为第3项,故D不正确.
故选:B
题型十二、由二项展开式各项系数和求参数
34.(23-24高二上·黑龙江·期末)在的二项展开式中,各二项式系数之和为,各项系数之和为,若,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【分析】根据二项式系数和以及各项系数和的表达式,结合题意,解方程,即可求得答案.
【详解】由,令可得各项系数之和为,
又各二项式系数之和为,因为,则,
解得或(舍去),所以,
故选:B
35.(2024·全国·模拟预测)已知的展开式中所有项的系数之和为64,则展开式中的系数为( )
A. B.1215 C.135 D.
【答案】B
【分析】先利用赋值法求出,再利用二项式定理的通项公式求解答案.
【详解】令,得,(注意所有项的系数之和与所有项的二项式系数之和的区别)
解得(舍去)或,
则的展开式的通项,
令,解得,则展开式中的系数为,
故选:B.
36.(20-21高二下·江西赣州·期末)若的展开式中各项系数的和为2,则该展开式中的常数项为( )
A.10 B.20 C.30 D.40
【答案】D
【分析】由的展开式中各项系数的和2,令,求出,再求出展开式中含的项及项即可得出答案.
【详解】由的展开式中各项系数的和为2.
令得,解得
的通项,
由得, 其对应的常数项为80.
由得,其对应的常数项.
故所求的常数项为40 .
故选:D
题型十三、杨辉三角
37.(23-24高二上·山东德州·期末)将杨辉三角中的每一个数都换成,得到如图所示的莱布尼茨三角形.莱布尼茨三角形具有很多优美的性质,如从第0行开始每一个数均等于其“脚下”两个数之和,如果(为正整数),则下列结论中正确的是( )
第0行
第1行
第2行
第3行
…… ……
A.当时中间的两项相等,且同时取得最大值
B.当时中间一项为
C.第6行第5个数是
D.
【答案】C
【分析】根据莱布尼茨三角形的数的排列规律,明确每行的数的个数,以及数的分布规律,即可判断A,B,C;结合从第0行开始每一个数均等于其“脚下”两个数之和,即可判断D.
【详解】对于A,由莱布尼茨三角形知,当n为奇数时,中间两项相等,且同时取到最小值,
为奇数,故A错误;
对于B,当时,这一行有2025个数,最中间为第1013个数,
即,B错误;
对于C,第6行有7个数,第5个数是,C正确;
对于D,由于从第0行开始每一个数均等于其“脚下”两个数之和,
故,D错误,
故选:C
38.(23-24高二下·湖南邵阳·期中)如图,若在“杨辉三角”中从第2行右边的1开始按“锯齿形”排列的箭头所指的数依次构成一个数列:1,2,3,3,6,4,10,5,…,则此数列的前20项的和为( )
A.350 B.295 C.285 D.230
【答案】C
【分析】利用分组求和法和组合数的性质进行求解即可.
【详解】记此数列的前20项的和为,则.
故选:C.
39.(23-24高二下·广东东莞·期末)如图,“杨辉三角”是二项式系数在三角形中的一种几何排列,在我国南宋数学家杨辉1261年所著的《详解九章算法》一书中出现,比欧洲发现早500年左右.现从杨辉三角第20行随机取一个数,该数大于2024的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先明确杨辉三角第20行的数的个数,通过和结合组合数对称性质得出杨辉三角第20行中比2024大的数的个数即可得解.
【详解】由题意可知杨辉三角第20行共有21个数,
其中从左往右第4个数为,
从左往右第5个数为,
所以根据组合数的对称性得杨辉三角第20行的21个数里有个大于2024,
故从杨辉三角第20行随机取一个数,该数大于2024的概率为.
故选:D.
题型十四、二项式定理综合
40.(24-25高二上·江苏常州·期末)设,求值:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)80
(2)2
(3)
【分析】(1)利用通项求解;
(2)由求出的值,求出的值,即可求出的值;
(3)由求出的值,再利用平方差公式求解.
【详解】(1)由二项式定理可知,在展开式中,第项为
.
当时,展开式中含的项的系数为,
∴.
(2)令,得,即.
令,得,即,
∴.
(3)令,得,
即.
∴
.
41.(24-25高二上·辽宁沈阳·期末)在的展开式中,求:
(1)第3项的二项式系数及系数;
(2)奇数项的二项式系数和;
(3)求系数绝对值最大的项.
【答案】(1)二项式系数为,第3项的系数为
(2)
(3)
【分析】(1)利用二项展开式的通项可求二项式系数与系数;
(2)由二项式系数的性质可得;
(3)设出系数绝对值最大项,根据与前后项系数绝对值大小关系建立不等式组求解可得.
【详解】(1)二项式的通项
.
第3项的二项式系数为,第3项的系数为;
(2)奇数项的二项式系数和;
(3)设系数绝对值最大的项为第项,
当时,
由,解得,
又,所以,此时;
当时,;
当时,;
综上可知,系数绝对值最大的项为.
42.(24-25高二上·辽宁·期末)若的展开式中第3项与第9项的二项式系数相等,且.
(1)求的系数;
(2)求的值.
【答案】(1)180
(2)
【分析】(1)应用已知条件利用二项式系数的性质求出,结合二项式定理求出.
(2)由(1)的结论,利用赋值法求出所求式子的值.
【详解】(1)第3项与第9项的二项式系数相等,
则,解得,所以.
所以的展开式中项为:,所以.
(2)由(1)知,的展开式中,当时,,
由二项展开式可得:
所以都是正数,都是负数,
所以
当时,,
所以.
【专题强化】
一、单选题
1.(24-25高二上·江苏常州·期末)在二项式的展开式中,含项的系数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】写出二项展开式通项公式,令的指数为,求出参数的值,代入通项即可得解.
【详解】二项式的展开式通项为,
令,解得,所以,展开式中含项的系数为.
故选:D.
2.(24-25高二上·江西九江·期末)若的二项展开式中常数项为160,则实数的值为( )
A.2 B. C. D.
【答案】A
【分析】求出展开式的通项,令的指数等于零,进而可得出答案.
【详解】展开式的通项为,
令,得,
则,解得.
故选:A.
3.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·期末)的展开式中的系数为( )
A.24 B.21 C.15 D.9
【答案】D
【分析】利用二项式定理求解对应项系数即可.
【详解】由二项式定理得的通项为,
当时,含有的系数为,当时,含有的系数为,
综上,原式展开式中的系数为,故D正确.
故选:D
4.(23-24高二下·新疆克孜勒苏·期中)若展开式中只有第项的二项式系数最大,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据二项式系数的单调性可得出展开式的项数,即可求得的值.
【详解】因为展开式中只有第项的二项式系数最大,则其展开式中共项,
所以,,解得.
故选:D.
5.(23-24高二下·北京海淀·期末)设,若,则( )
A.80 B.40 C. D.
【答案】C
【分析】令,求出,结合为的系数,求出这一项即可求出.
【详解】令,则可得,
又,则,
又为的系数,且,
因此.
故选:C.
6.(23-24高二下·新疆·期末)已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】对展开式两边同时求导,再令即可求解得结果.
【详解】对两边求导,
得.
令,得.
故选:D.
7.(23-24高二下·安徽合肥·期末)在二项式的展开式中,二项式系数的和为64,把展开式中所有的项重新排成一列,奇次项(未知数的指数为奇数的项)都互不相邻的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用二项式系数和可求,进而利用通项公式可求奇次项有,利用排列组合知识,可求奇次项都互不相邻的概率.
【详解】在二项式展开式中,二项式系数的和为,所以.
二项式即为,
通项公式为,
故展开式共有7项,当时,展开式为奇次项,
把展开式中所有的项重新排成一列,奇次项都互不相邻,即把其它的3个偶次项先任意排,
再把这4个奇次项插入其中的4个空中,方法共有种,
故奇次项都互不相邻的概率为.
故选:A.
8.(23-24高二下·四川眉山·期末)的展开式中,各项系数和与含项的系数分别是( )
A.4092,495 B.8188,220 C.4092,220 D.8188,495
【答案】A
【分析】令可求出各项的系数,利用二项式展开式的通项公式结合组数公式可求出含项的系数.
【详解】令,则,
所以各项系数和为4092,
含项的系数为
……
.
故选:A
9.(23-24高二下·北京东城·期末)《孙子算经》是中国南北朝时期重要的数学著作,书中的“中国剩余定理”对同余除法进行了深入的研究.现给出一个同余问题:如果和被除得的余数相同,那么称和对模同余,记为.若,则的值可以是( )
A.2023 B.2024 C.2025 D.2026
【答案】D
【分析】利用二项式定理求出被5整除得的余数,再逐项验证即得.
【详解】
则能被整除,
故除以余数为,
所以除以余数为,
由,所以,,
,,
故选:D.
二、多选题
10.(24-25高三下·广东肇庆·阶段练习)已知(常数)的展开式中第5项与第7项的二项式系数相等,则( )
A.
B.展开式中奇数项的二项式系数的和为256
C.展开式中的系数为
D.若展开式中各项系数的和为1024,则第6项的系数最大
【答案】AD
【分析】由题意写出展开式的通项,根据组合数的对称性、二项式系数之和、赋值法以及二项式系数的单调性,逐项检验,可得答案.
【详解】由,则其展开式的通项为,
对于A,根据题意可得,由组合数的性质可知,故A正确;
对于B,由,则展开式中奇数项的二项式系数之和为,故B错误;
对于C,由解得,则展开式中的系数为,故C错误;
对于D,令,则展开式中各项系数之和,解得,
可得展开式的通项为,即每项系数均为该项的二项式系数,
易知展开式中第6项为二项式的中间项,则其系数最大,故D正确.
故选:AD
11.(24-25高二上·江西新余·期末)下列说法正确的是( )
A.若二项式的展开式中,第3项的二项式系数最大,则
B.若,则
C.被8除的余数为1
D.的展开式中含项的系数为5292
【答案】BD
【分析】根据二项式系数的性质判断A的真假;利用“赋值法”判断B的真假;利用二项式定理判断C的真假;求的系数,判断D的真假.
【详解】对A:若第2,3项的二项式系数相等且最大,则;若只有第3项的二项式系数最大,则;
若第3,4项的二项式系数相等且最大,则.故A错误;
对B:令可得;令可得,
所以,故B正确;
对C:因为,
所以被8除的余数为7,故C错误;
对D:因为
.
所以的系数为,故D正确.
故选:BD
12.(24-25高二上·江西·期末)关于,下列结论正确的是( )
A.展开式中的常数项为1 B.展开式中项的系数为
C.展开式中所有项的系数和为 D.展开式中项的系数为392
【答案】ABC
【分析】利用赋值法计算判断AC;利用二项式定理求出项的系数判断BD.
【详解】对于A,令,展开式中的常数项为1,A正确;
对于B,展开式中项的系数为,B正确:
对于C,令,展开式中所有项的系数和为,C正确:
对于D,展开式中项的系数为,D错误.
故选:ABC
13.(24-25高二下·海南省直辖县级单位·期中)已知,则下列结论中正确的是( )
A. B.=
C.= D.=
【答案】BCD
【分析】由特殊值法将x取和1,可判断出选项B和D的正误,再结合二项式定理判断展开式各项系数的正负,可判断A和C的正误.
【详解】令,可得①,
故B正确;
令,可得②,
由①+②可得,所以,
故D正确;
由二项式定理可知,,
故,
故A错误;
的系数均为正数,的系数均为负数,
所以,
故C正确.
故选:BCD.
14.(24-25高二上·甘肃·期末)在下列关于二项式的命题中,正确的是( )
A.的展开式中,一共有6项
B.在的展开式中,所有二项式系数的和为64
C.若,则
D.二项式,若,则
【答案】ABC
【分析】应用展开式的性质判断A;利用展开式二项式系数的和公式求解判断B;令与,可求得的值判断C;求得中的系数即可计算判断D.
【详解】对于A,二项式展开式一共有6项,A正确;
对于B,在的展开式中,所有二项式系数的和为,故B正确;
对于C,令,可得,
令,可得,所以,故C正确;
对于D,二项式,
则,
令,得,则,故D不正确.
故选:ABC.
三、填空题
15.(24-25高二下·贵州·期中)的二项展开式中的系数为 .
【答案】
【分析】写出二项展开式通项公式,由的指数为2求得项数,从而得到系数.
【详解】由题意得二项式的展开式的通项公式为,
令,得,所以项的系数为.
故答案为:
16.(24-25高二上·江西鹰潭·期末)若的展开式中的系数为,则a的值为 .
【答案】2
【分析】令确定对应的系数,得到,再应用二项式的展开式求的系数,列方程求参数.
【详解】当时,,则的系数,不符合,
所以,则的系数,可得.
故答案为:2
17.(23-24高二下·四川成都·期末)若,则的值为 .
【答案】128
【分析】赋值令,代入求出结果即可;
【详解】令,得.
故答案为:128.
18.(23-24高二下·内蒙古巴彦淖尔·期末)已知二项式展开式中各项二项式系数的和为16,则 ,展开式中的常数项为 .
【答案】
【分析】利用二项式的各项系数和求出的值,写出二项展开式通项,令的指数为零,即可得解.
【详解】因为二项式展开式中各项二项式系数的和为16,
所以,解得,
展开式的通项为,
令,得,
所以展开式中的常数项为.
故答案为:;.
19.(23-24高二下·上海宝山·期末)设(m、n为正整数)对任意实数x都成立,若,则的最小值为 .
【答案】25
【分析】利用组合数公式,表示和,再结合条件转化为二次函数求最值.
【详解】,
则,
,,
当或6时,的最小值是25.
故答案为:25
20.(23-24高二下·福建泉州·期末)在“杨辉三角”中,每一个数都是它“肩上”两个数的和,它开头几行如图所示.那么,在“杨辉三角”中,第 行会出现三个相邻的数,其比为2:3:4.
【答案】34
【分析】由题意可知第行第个数为,连续三项,,,结合组合数运算求解即可.
【详解】由题意可知第行第个数为,
根据题意,设所求的行数为,则存在正整数,使得连续三项,,,
有且.化简得,,
联立解得,.
故第34行会出现满足条件的三个相邻的数.
故答案为:34.
四、解答题
21.(23-24高二下·新疆克孜勒苏·期末)已知(其中)的展开式中前3项的二项式系数之和等于16.
(1)求的值;
(2)若展开式中的系数为,求实数的值.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)直接利用已知列出关于的等式,求解即可;
(2)利用(1)的结论,写出展开式的通项,得到关于的等式,求解即可.
【详解】(1),
解得或(舍),
故的值为5.
(2)由(1)可知,展开式的通项为
当时,,则为含的项,
所以,又因为,解得.
故实数的值为2.
22.(23-24高二下·江苏扬州·期末)已知,且.
(1)求与的值;
(2)求的值.
【答案】(1)448,-448
(2)-3280
【分析】(1)根据列方程得到,然后求,将变形为,然后利用二项式的性质求;
(2)利用赋值法求系数和即可.
【详解】(1)由题可知,
即,即,
所以(舍)或.
所以;
因为①,
所以.
(2)在①式中,令,则②,
令,则③,
由②-③得,,
所以.
23.(23-24高二下·湖北·阶段练习)已知二项式,且其二项式系数之和为64.
(1)求和;
(2)求;
(3)求.
【答案】(1),
(2)729
(3)2916
【分析】(1)由二项式系数和求出,再由通项公式求出;
(2)令赋值后即可求各项系数之和;
(3)两边求导后令即可得解.
【详解】(1)二项式系数之和,则,
展开式的通项,
其中为前面的系数,令,则.
(2)令,则.
(3)对二项式两边求导,.
令,则,
故.
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