6.3 探究课3 杨辉三角的性质与应用-【名师导航】2025-2026学年高中数学选择性必修第三册教师用书word(人教A版)
2025-11-07
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教辅
摘要:
本高中数学讲义聚焦杨辉三角的性质与应用,系统梳理其与二项式展开式系数的对应关系,涵盖对称性、递归性、行和为2ⁿ等核心性质,作为二项式定理学习的重要支架。
资料以杨辉三角结构观察为起点(数学眼光),通过性质推导与典例解析培养逻辑推理能力(数学思维),结合图表与符号精准表达数学规律(数学语言)。课中辅助教师引导探究,课后助力学生巩固练习,有效查漏补缺。
内容正文:
杨辉三角的性质与应用
(对应学生用书第33页)
1.如图所示,结合杨辉三角与(a+b)n的展开式的二项式系数可发现如下性质:
第n行就是(a+b)n的展开式的二项式系数;
当行数n为偶数时,最大;
当行数n为奇数时,和最大.
2.杨辉三角中各数字之间存在的性质
(1)对称性:每行中与首末两端“等距离”的数相等,即=,如图1.
(2)递归性:除1以外的数都等于肩上两数之和,即=+.
(3)第n行奇数项之和与偶数项之和相等,即+++…=+++…,如图2.
(4)第n行数的和为2n,即+++…+=2n,如图3.
(5)第n行各数平方和等于第2n行中间的数,即()2+()2+()2+…+()2=,如图4.
【典例】 (1)杨辉是我国南宋的一位杰出的数学家.在他的著作《详解九章算法》一书中,画了一张表示二项式展开后的系数构成的三角形数阵(如图所示),称为“开方作法本源图”,现在简称为“杨辉三角”,它是杨辉的一大重要研究成果.若用ai-j表示三角形数阵的第i行第j个数,则a100-3为( )
A.5 050 B.4 851
C.4 950 D.5 000
(2)(多选)如图,“杨辉三角”是二项式系数在三角形中的一种几何排列,在中国南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法》一书中就有出现,则下列关于“杨辉三角”的性质中正确的是( )
A.+=
B.第8行所有数字之和为256
C.+++++++=494
D.记第20,21行数字的最大值分别为a,b,则=
(1)B (2)BC [(1)依据二项展开式系数可知,第i行第j个数应为,故第100行第3个数为==4 851.故选B.
(2)对于选项A,因为+==
==,
所以+=,故A不正确;
对于选项B,由杨辉三角的性质可知:第n行各数的和为2n,
所以第8行所有数字之和为28=256,故B正确;
对于选项C,+++++++=-1+++++++++=-1++++++++=-1+++++++
=…=-1+=-1+495=494,故C正确;
对于选项D,第20行数字的最大值为a=,
第21行数字的最大值为b==,
所以===,故D不正确.
故选BC.]
1.下面是当n=1,2,3,4,5时,(a+b)n(n∈N*)的展开式的二项式系数表示图.
借助上图,判断λ,μ的值分别是( )
A.5,9 B.5,10
C.6,9 D.6,10
D [观察题图可分析出图中的数的特点如下:
(1)每一行有(n+1)个数字,每一行两端的数字均为1;
(2)从第二行起,每一行除1以外的数字都等于它上一行相邻(即两肩上)的两个数字的和,
即=+,n,m∈N*.
所以λ=3+3=6,μ=4+λ=10.故选D.]
2.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所著的《详解九章算法》一书中用如图所示的三角形解释了二项式乘方展开的系数规律.现把杨辉三角中的数从上到下,从左到右依次排列,得数列:1,1,1,1,2,1,1,3,3,1,1,4,6,4,1,…,记作数列{an}.若数列{an}的前n项和为Sn,则S47等于( )
A.235 B.512
C.521 D.1 033
C [根据题意,杨辉三角前9行共有1+2+3+4+5+6+7+8+9=45(项),故前47项的和为杨辉三角前9行的和再加第10行的前两个数1和9,所以前47项的和S47=20+21+22+…+28+1+9=29-1+10=521.故选C.]
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