内容正文:
专题3.4 二项式定理与杨辉三角
教学目标
(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.
教学重难点
1.重点
(1)二项式定理;
(2)二项展开式的通项;
(3)二项式系数。
2.难点
(1)系数最大项与二项式系数的最大项;
(2)二项展开式中的对称性、增减性与最值问题。
知识点01 二项式展开式的特定项、特定项的系数问题
(1)二项式定理
一般地,对于任意正整数,都有: ,
这个公式所表示的定理叫做二项式定理,等号右边的多项式叫做的二项展开式.
式中的做二项展开式的通项,用表示,即通项为展开式的第项: ,
其中的系数 (r=0,1,2,…,n)叫做 ,
(2)二项式的展开式的特点:
①项数:共有项,比二项式的次数大1;
②二项式系数:第项的二项式系数为 ,最大二项式系数项 ;
③次数:各项的次数都等于 .字母降幂排列,次数由到;字母升幂排列,次
数从到,每一项中,,次数和均为;
④项的系数:二项式系数依次是,项的系数是与的系数(包括二项式系
数).
(3)两个常用的二项展开式:
①()
②
(4)二项展开式的通项公式
二项展开式的通项:
公式特点:①它表示二项展开式的第项,该项的二项式系数是;
②字母的次数和组合数的上标相同;
③与的次数之和为.
注意:①二项式的二项展开式的第r+1项和的二项展开式的第r+1项是有区别的,应用二项式定理时,其中的和是不能随便交换位置的.
②通项是针对在这个标准形式下而言的,如的二项展开式的通项是(只需把看成代入二项式定理).
知识点02 二项式展开式的最值问题
(1)二项式系数的性质
①每一行两端都是,即;其余每个数都等于它“肩上”两个数的和,即.
②对称性每一行中,与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等,即.
③二项式系数和令,则二项式系数的和为,变形式.
④奇数项的二项式系数和等于偶数项的二项式系数和在二项式定理中,令,
则,
从而得到:.
⑤最大值:
如果二项式的幂指数是偶数,则中间一项的二项式系数 最大;
如果二项式的幂指数是奇数,则中间两项,的二项式系数 , 相等且最大.
(2)系数的最大项
求展开式中最大的项,一般采用待定系数法.设展开式中各项系数分别为,设第项系数最大,应有 ,从而解出来.
知识点03 二项式展开式中的系数和有关问题
(1)设,
二项式定理是一个恒等式,即对,的一切值都成立,我们可以根据具体问题的需要灵活选取,的值.
①令,可得:
②令,可得:,即:
(假设为偶数),再结合①可得:
.
(2)若,则
①常数项:令,得.
②各项系数和:令,得.
③奇数项的系数和与偶数项的系数和
(i)当为偶数时,奇数项的系数和为;
偶数项的系数和为.
(可简记为:为偶数,奇数项的系数和用“中点公式”,奇偶交错搭配)
(ii)当为奇数时,奇数项的系数和为;
偶数项的系数和为.
(可简记为:为奇数,偶数项的系数和用“中点公式”,奇偶交错搭配)
若,同理可得.
注意:常见的赋值为令,或,然后通过加减运算即可得到相应的结果.
题型一:求二项展开式
【典例1】.(24-25高三上·北京通州·期末)在二项式的展开式中,常数项为( )
A. B. C. D.
【变式1】.已知二项式的展开式中的系数是( )
A. B. C. D.
【变式2】.(24-25高三·上海·随堂练习)的二项展开式是 .
【变式3】.在二项式的展开式中,常数项是第 项.
题型二:求含有参数的二项展开式
【典例2】.(24-25高二下·上海·期中)若的展开式中含项的系数为,则实数的值为( )
A. B. C. D.
【变式1】.(25-26高三上·云南昭通·阶段练习)展开式中的常数项为160,则实数 .
【变式2】.(24-25高二下·河北保定·阶段练习)在展开式中的系数为20,则实数的值为 .
【变式3】.(2025·北京东城·一模)在的展开式中,的系数为10,则的值为( )
A. B.1 C. D.2
题型三:求几个二(多)项式的和(积)的展开式中条件项系数
【典例3】.(25-26高三上·山东聊城·开学考试)的展开式中项的系数为( )
A.120 B.90 C.60 D.45
【变式1】.(24-25高二下·广东广州·期末)的展开式中的系数为( )
A. B.14 C. D.9
【变式2】.(24-25高二下·江苏无锡·阶段练习)展开式中含项的系数为 .
【变式3】.(2025·浙江丽水·一模)展开式中的常数项是 .
题型四:求二项式系数与项的系数的最值
【典例1】.(2025·江苏宿迁·三模)(多选题)的展开式中,下列结论正确的是( )
A.展开式共8项 B.含项的系数为480
C.无常数项 D.所有项的二项式系数之和为128
【变式1】.(24-25高二下·河南郑州·期末)已知的展开式中第二项与第四项的二项式系数相等,则展开式中的常数项为 .
【变式2】.(24-25高二下·上海奉贤·期末)在的二项展开式中系数最大的项的系数是 (结果用数字表示)
【变式3】.(2025·甘肃白银·三模)已知展开式的所有二项式系数之和为32,则展开式的各项中系数的最大值为( )
A.252 B.210 C.120 D.10
题型五:求二项展开式中的二项式系数和、各项系数和
【典例5】.(25-26高三上·河北·开学考试)(多选题)设,则下列说法正确的有( )
A.的展开式中所有项的二项式系数的和为
B.
C.
D.
【变式1】.(25-26高三上·江苏南京·阶段练习)若二项式的展开式中二项式系数和为 64 ,那么该展开式中的常数项为( )
A. B. C.15 D.20
【变式2】.(25-26高三上·北京昌平·期中)已知的二项式系数和为64,则二项式系数最大值为
【变式3】.(25-26高三上·四川南充·阶段练习)已知的展开式中各项系数之和为64,则该展开式中的系数为 .
题型六:杨辉三角
【典例6】.我国古代数学的许多创新和发展都位居世界前列,如南宋数学家杨辉(约13世纪)所著的《详解九章算术》一书中,用如图的三角形解释二项式和的展开式的各项系数,此三角形称为“杨辉三角”,若“杨辉三角”中第行的各数之和比上一行各数之和大64,则的值为( )
A.7 B.8 C.9 D.10
【变式1】.(2024高二下·全国·专题练习)杨辉是我国南宋末年的一位杰出的数学家.他在《详解九章算法》一书中,画了一个由二项式展开式的系数构成的三角形数阵,称作“开方作法本源”,这就是著名的“杨辉三角”.在“杨辉三角”中,从第2行开始,除1以外,其他每一个数值都是它上面的两个数值之和,每一行第个数组成的数列称为第斜列.该三角形数阵前5行如图所示,则该三角形数阵前2022行第斜列与第斜列各项之和最大时,的值为( )
A.1009 B.1010 C.1011 D.1012
【变式2】.(2025高二·全国·专题练习)南宋数学家杨辉发明的“杨辉三角”(如图所示)是我国数学史上的一个伟大创造,它展现了二项式系数在三角形中的几何排列.按照这一规律,第9行第8个数是 .
【变式3】.(24-25高二下·上海·期中)“杨辉三角”是数学史上的一个伟大成就.在如图所示的“杨辉三角”中,去掉所有的数字1,余下的数逐行从左到右排列,得到数列为2,3,3,4,6,4,5,10,…,若,,则的最大值为 .
题型七:二项式定理与数列求和
【典例7】.已知数列是等比数列,,公比是的展开式的第二项(按的降幂排列).
(1)求数列的通项;
(2)求数列前项和;
(3)若,求.
【变式1】.已知函数,其中.
(1)若,,求的值;
(2)若,,求(,1,2,3,…,8)的最大值;
(3)若,求证:.
题型八:排列组合综合
【典例8】.(25-26高三上·辽宁丹东·阶段练习)三个家庭的3位妈妈带着2名女宝和2名男宝共7人踏春,在沿行一条小溪时,为了安全起见,他们排队前进,三位母亲互不相邻照顾孩子;2名女宝相邻且不排最前面也不排最后面;为了防止2名男宝打闹,2人不相邻,且不排最前面也不排最后面.则不同的排法种数共有( )
A.192种 B.288种 C.144种 D.96种
【变式1】.雅礼女篮一直是雅礼中学的一张靓丽的名片,在刚刚结束的2022到2023赛季中国高中篮球联赛女子组总决赛中,雅礼中学女篮队员们敢打敢拼,最终获得了冠军.在颁奖仪式上,女篮队员12人(其中1人为队长),教练组3人,站成一排照相,要求队长必须站中间,教练组三人要求相邻并站在边上,总共有多少种站法( )
A. B. C. D.
【变式2】.现有个小球和个小盒子,下面的结论正确的是 .
①若个不同的小球放入编号为、、、的盒子中(允许有空盒),则共有种放法;
②若个相同的小球放入编号为、、、的盒子中,且恰有两个空盒的放法共有种;
③若个不同的小球放入编号为、、、的盒子中,且恰有一个空盒的放法共有种;
④若编号为、、、的小球放入编号为、、、的盒子中,没有一个空盒但小球的编号和盒子的编号全不相同的放法共有种.
【变式3】.冰墩墩(Bing Dwen Dwen)是2022年北京冬季奥运会的吉祥物.将6个不同的冰墩墩分配到甲乙丙丁4人,每人至少分配1个冰墩墩,则不同的分配方案共有 种.(用数字作答)
一、单选题
1.(24-25高二上·江西·期末)二项式的展开式中有理项的个数为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
2.(24-25高二下·广西河池·阶段练习)在的展开式中,的系数为40,则( )
A.2 B. C. D.
3.(25-26高三上·广东·阶段练习)的展开式中的常数项为( )
A.120 B.88 C.24 D.18
4.(24-25高二下·云南曲靖·期末)的展开式中的系数为( )
A. B.25 C. D.50
5.(24-25高二下·安徽·期末)已知的展开式中第3项与第5项的二项式系数之比为,则展开式中的有理项的项数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
6.(24-25高二下·江苏镇江·阶段练习)的展开式的第二项的二项式式系数为( )
A.10 B.5 C. D.
7.(24-25高二下·广东汕头·期中)在二项式展开式中,下列说法不正确的是( )
A.第三项的二项式系数为15 B.所有项的二项式系数之和为64
C.有理项共有3项 D.常数项为第五项
8.(24-25高二下·全国·课后作业)的展开式中系数最小的项和二项式系数最大的项分别为( )
A.第1项和第3项 B.第2项和第4项
C.第3项和第1项 D.第4项和第2项
9.在的二项展开式中,系数最大的项是( )
A.第4项 B.第5项 C.第6项 D.第5项和第6项
10.(25-26高三上·河北·开学考试)的展开式中二项式系数的和为64,则展开式中的常数项为( )
A.60 B. C.15 D.
11.(2025·湖南益阳·模拟预测)若,则( )
A.
B.
C.
D.
12.(24-25高二下·福建泉州·期末)已知,则下列选项中错误的是( )
A.
B.的最大值为
C.
D.
13.当时,将三项式展开,可得到如图所示的三项展开式和“广义杨辉三角形”:
若在的展开式中,的系数为75,则实数a的值为( )
A.1 B. C.2 D.
14.中国古代儒家要求学生掌握六种基本才能(六艺):礼、乐、射、御、书、数.某校国学社团周末开展“六艺”课程讲座活动,一天连排六节,每艺一节,则“射”与“数”之间间隔一艺的不同排课方法总数有( )
A.432种 B.240种 C.192种 D.96种
15.某电视台计划在春节期间某段时间连续播放6个广告,其中3个不同的商业广告和3个不同的公益广告,要求第一个和最后一个播放的必须是公益广告,且商业广告不能3个连续播放,则不同的播放方式有( )
A.144种 B.72种 C.36种 D.24种
二、多选题
16.(24-25高二下·贵州安顺·期末)(多选题)已知的展开式中各项系数之和为,则展开式中( )
A.各项的二项式系数之和为 B.含的项的系数为
C.奇数项的二项式系数之和为 D.二项式系数最大项为第项
17.(24-25高二下·内蒙古·期末)(多选题)已知的展开式中,各项的二项式系数之和为64,则( )
A. B.各项系数之和为
C.第3项的二项式系数最大 D.常数项为
18.(24-25高二下·河北保定·期末)(多选题)已知,则( )
A. B.
C.的展开式的二项式系数之和为 D.
19.(24-25高二下·山西·期末)(多选题)已知,则( )
A.
B.在中的最大值为
C.
D.
三、填空题
20.展开: .
21.(24-25高二下·天津和平·期末)已知二项式的展开式中,的系数为28,则的系数为 .
22.(25-26高三上·全国·阶段练习)在展开式中,的系数为 .
23.(25-26高三上·山东青岛·开学考试)的展开式中项的系数是 .
24.(24-25高二下·贵州毕节·期末)的展开式的第7项的二项式系数是 .
25.(24-25高二下·山西·阶段练习)在的二项展开式中,第4项的二项式系数是 .
26.(24-25高二下·北京·阶段练习)的展开式有7项,则 ;二项式系数最大的项为 .
27.已知二项式的展开式中第二项与第四项的系数相同.则展开式中系数最大的项是 .
28.(25-26高三上·北京顺义·期中)已知,则 ; .
29.(25-26高三上·山东潍坊·期中)已知,则 .
30.“杨辉三角”是中国古代数学文化的瑰宝之一,最早出现在南宋数学家杨辉于1261年所著的《详解九章算法》一书中.“杨辉三角”揭示了二项式系数在三角形数表中的一种几何排列规律(如图所示),则“杨辉三角”中第30行中第12个数与第13个数之比为 .
四、解答题
31.已知,函数.
(1)当时,求函数展开式中含的一次项系数之和;
(2)当时,
①求函数展开式中的常数项;
②证明:.
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专题3.4 二项式定理与杨辉三角
教学目标
(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.
教学重难点
1.重点
(1)二项式定理;
(2)二项展开式的通项;
(3)二项式系数。
2.难点
(1)系数最大项与二项式系数的最大项;
(2)二项展开式中的对称性、增减性与最值问题。
知识点01 二项式展开式的特定项、特定项的系数问题
(1)二项式定理
一般地,对于任意正整数,都有:,
这个公式所表示的定理叫做二项式定理,等号右边的多项式叫做的二项展开式.
式中的做二项展开式的通项,用表示,即通项为展开式的第项:,
其中的系数(r=0,1,2,…,n)叫做二项式系数,
(2)二项式的展开式的特点:
①项数:共有项,比二项式的次数大1;
②二项式系数:第项的二项式系数为,最大二项式系数项居中;
③次数:各项的次数都等于二项式的幂指数.字母降幂排列,次数由到;字母升幂排列,次
数从到,每一项中,,次数和均为;
④项的系数:二项式系数依次是,项的系数是与的系数(包括二项式系
数).
(3)两个常用的二项展开式:
①()
②
(4)二项展开式的通项公式
二项展开式的通项:
公式特点:①它表示二项展开式的第项,该项的二项式系数是;
②字母的次数和组合数的上标相同;
③与的次数之和为.
注意:①二项式的二项展开式的第r+1项和的二项展开式的第r+1项是有区别的,应用二项式定理时,其中的和是不能随便交换位置的.
②通项是针对在这个标准形式下而言的,如的二项展开式的通项是(只需把看成代入二项式定理).
知识点02 二项式展开式的最值问题
(1)二项式系数的性质
①每一行两端都是,即;其余每个数都等于它“肩上”两个数的和,即.
②对称性每一行中,与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等,即.
③二项式系数和令,则二项式系数的和为,变形式.
④奇数项的二项式系数和等于偶数项的二项式系数和在二项式定理中,令,
则,
从而得到:.
⑤最大值:
如果二项式的幂指数是偶数,则中间一项的二项式系数最大;
如果二项式的幂指数是奇数,则中间两项,的二项式系数,相等且最大.
(2)系数的最大项
求展开式中最大的项,一般采用待定系数法.设展开式中各项系数分别为,设第项系数最大,应有,从而解出来.
知识点03 二项式展开式中的系数和有关问题
(1)设,
二项式定理是一个恒等式,即对,的一切值都成立,我们可以根据具体问题的需要灵活选取,的值.
①令,可得:
②令,可得:,即:
(假设为偶数),再结合①可得:
.
(2)若,则
①常数项:令,得.
②各项系数和:令,得.
③奇数项的系数和与偶数项的系数和
(i)当为偶数时,奇数项的系数和为;
偶数项的系数和为.
(可简记为:为偶数,奇数项的系数和用“中点公式”,奇偶交错搭配)
(ii)当为奇数时,奇数项的系数和为;
偶数项的系数和为.
(可简记为:为奇数,偶数项的系数和用“中点公式”,奇偶交错搭配)
若,同理可得.
注意:常见的赋值为令,或,然后通过加减运算即可得到相应的结果.
题型一:求二项展开式
【典例1】.(24-25高三上·北京通州·期末)在二项式的展开式中,常数项为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】二项展开式的应用、求二项展开式的第k项
【分析】求出通项,找到常数项即可.
【详解】的通项公式为,
常数项时,则,
所以常数项为,
故选:D.
【变式1】.已知二项式的展开式中的系数是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】求指定项的系数、二项展开式的应用
【分析】应用二项展开式的通项求解可得.
【详解】的展开式的通项公式
.
令,解得,
可得,
即的系数为.
故选:A.
【变式2】.(24-25高三·上海·随堂练习)的二项展开式是 .
【答案】
【难度】0.94
【知识点】求二项展开式
【分析】根据二项式定理可得答案.
【详解】
.
故答案为:.
【变式3】.在二项式的展开式中,常数项是第 项.
【答案】11
【难度】0.65
【知识点】二项展开式的应用、求二项展开式、求二项展开式的第k项
【分析】求出通项,找到常数项,然后确定第几项即可.
【详解】的通项公式为,
常数项时,则,
所以常数项是第11项,
故答案为:11
题型二:求含有参数的二项展开式
【典例2】.(24-25高二下·上海·期中)若的展开式中含项的系数为,则实数的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【难度】0.94
【知识点】由项的系数确定参数
【分析】求出的展开式的通项,令的次数等于,求出对应的值,再代入系数结合题意即可求得实数的值.
【详解】二项式的展开式的通项为,
令,解得,
所以,解得
故选:D.
【变式1】.(25-26高三上·云南昭通·阶段练习)展开式中的常数项为160,则实数 .
【答案】1
【难度】0.65
【知识点】由项的系数确定参数、求二项展开式的第k项
【分析】根据二项式的通项公式结合常数项计算求参数.
【详解】由题意知,
则,即,
故即.
故答案为:1.
【变式2】.(24-25高二下·河北保定·阶段练习)在展开式中的系数为20,则实数的值为 .
【答案】4
【难度】0.85
【知识点】由项的系数确定参数
【分析】写出二项式的展开式通项,结合指定项系数求参数值即可.
【详解】由题设,二项式展开式通项为,,
令,得,故,可得.
故答案为:4.
【变式3】.(2025·北京东城·一模)在的展开式中,的系数为10,则的值为( )
A. B.1 C. D.2
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】由项的系数确定参数
【分析】写出二项式通项,令字母因数部分指数为3即可求解.
【详解】因为的通项为,
令,解得,
则,解方程得:.
故选:D.
题型三:求几个二(多)项式的和(积)的展开式中条件项系数
【典例3】.(25-26高三上·山东聊城·开学考试)的展开式中项的系数为( )
A.120 B.90 C.60 D.45
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】三项展开式的系数问题、求指定项的系数
【分析】将变形成,利用二项式定理,可得项的系数.
【详解】因为,
所以的展开式中项的系数为.
故选:C.
【变式1】.(24-25高二下·广东广州·期末)的展开式中的系数为( )
A. B.14 C. D.9
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】两个二项式乘积展开式的系数问题
【分析】先确定二项式展开式的通项,再根据分配律运算得的系数即可.
【详解】因为中二项式展开式的通项为,
所以的展开式中,的系数是.
故选:A.
【变式2】.(24-25高二下·江苏无锡·阶段练习)展开式中含项的系数为 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】三项展开式的系数问题
【分析】确定展开式中对应的各项指数组合,即可列出该项得解.
【详解】展开式中含项的为,则其系数为.
故答案为:.
【变式3】.(2025·浙江丽水·一模)展开式中的常数项是 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】两个二项式乘积展开式的系数问题
【分析】根据题意,先求得二项式的展开式的通项公式为,进而求得展开式的常数项,得到答案.
【详解】由二项式的展开式的通项公式为,
所以,
所以当时有常数项,当时有常数项,
所以所求展开式的常数项为.
故答案为:.
题型四:求二项式系数与项的系数的最值
【典例1】.(2025·江苏宿迁·三模)(多选题)的展开式中,下列结论正确的是( )
A.展开式共8项 B.含项的系数为480
C.无常数项 D.所有项的二项式系数之和为128
【答案】ACD
【难度】0.85
【知识点】求指定项的系数、二项展开式各项的系数和、二项式的系数和
【分析】利用二项式定理可判断A正确,根据展开式通项可判断B错误、C正确,根据所有项的二项式系数之和为可得D正确.
【详解】对于A,易知的展开式中共有8项,即A正确;
对于B,设展开式中的第项为,
令,解得;
因此含项的系数为,所以B错误;
对于C,令,此时不是正整数,因此展开式中不存在常数项,即C正确;
对于D,易知所有项的二项式系数之和为,可得D正确.
故选:ACD
【变式1】.(24-25高二下·河南郑州·期末)已知的展开式中第二项与第四项的二项式系数相等,则展开式中的常数项为 .
【答案】54
【难度】0.85
【知识点】求二项展开式的第k项、求指定项的二项式系数
【分析】根据展开式中第二项与第四项的二项式系数相等求出,再根据二项式的展开式通项公式求出常数项.
【详解】的展开式中第二项和第四项的二项式系数分别为和,
所以,根据组合数的性质可得.
对于,易得展开式的通项为,,
令,得,
所以常数项为.
故答案为:54.
【变式2】.(24-25高二下·上海奉贤·期末)在的二项展开式中系数最大的项的系数是 (结果用数字表示)
【答案】20412
【难度】0.85
【知识点】求系数最大(小)的项
【分析】根据二项展开式得到第项系数为,再利用二项式系数最大项的求法得出的值即可求最大项的系数.
【详解】的展开式通项为,则系数为,
设第项系数最大,则
即,解得,又,所以,
所以最大项系数为第7项,最大系数为.
故答案为:20412.
【变式3】.(2025·甘肃白银·三模)已知展开式的所有二项式系数之和为32,则展开式的各项中系数的最大值为( )
A.252 B.210 C.120 D.10
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】求系数最大(小)的项、二项式的系数和
【分析】根据二项式系数之和公式求出m, 结合通项公式进行求解即可.
【详解】因为展开式的所有二项式系数之和为32,
所以,
所以的通项公式为
,
当或6时,展开式的系数最大,其系数最大值为,
故选:B
题型五:求二项展开式中的二项式系数和、各项系数和
【典例5】.(25-26高三上·河北·开学考试)(多选题)设,则下列说法正确的有( )
A.的展开式中所有项的二项式系数的和为
B.
C.
D.
【答案】ABC
【难度】0.65
【知识点】求指定项的系数、二项展开式各项的系数和、奇次项与偶次项的系数和、二项式的系数和
【分析】A选项,由结论直接可得二项式系数的和为,A正确;B选项,令得;C选项,赋值得到,相加可得C正确;D选项,令得,D错误.
【详解】A选项,的展开式中所有项的二项式系数的和为,A正确;
B选项,中,令得,B正确;
C选项,中,令得
①,
令得②,
两式①+②得,
即,C正确;
D选项,,
由二项式定理得,
故,,
令得,D错误.
故选:ABC
【变式1】.(25-26高三上·江苏南京·阶段练习)若二项式的展开式中二项式系数和为 64 ,那么该展开式中的常数项为( )
A. B. C.15 D.20
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】求指定项的系数、二项式的系数和
【分析】由二项式系数和求得,再由二项式展开式的通项得,令,解出,代入即可求解.
【详解】由题意得, ,所以展开式的通项为
令 ,所以展开式中的常数项为.
故选:A.
【变式2】.(25-26高三上·北京昌平·期中)已知的二项式系数和为64,则二项式系数最大值为
【答案】20
【难度】0.85
【知识点】二项式系数的增减性和最值、二项式的系数和
【分析】根据二项式系数和为可得,再结合二项式系数的性质即可求解.
【详解】因为的二项式系数和为64,则,解得,
所以二项式系数最大值为.
故答案为:20.
【变式3】.(25-26高三上·四川南充·阶段练习)已知的展开式中各项系数之和为64,则该展开式中的系数为 .
【答案】135
【难度】0.85
【知识点】二项展开式各项的系数和、二项式的系数和
【分析】根据给定条件,利用赋值法求得指数,再利用二项式展开式的通项计算求解.
【详解】依题意,,解得,
故二项式的展开式的通项为:,
当时,可得该展开式中的系数为.
故答案为:.
题型六:杨辉三角
【典例6】.我国古代数学的许多创新和发展都位居世界前列,如南宋数学家杨辉(约13世纪)所著的《详解九章算术》一书中,用如图的三角形解释二项式和的展开式的各项系数,此三角形称为“杨辉三角”,若“杨辉三角”中第行的各数之和比上一行各数之和大64,则的值为( )
A.7 B.8 C.9 D.10
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】杨辉三角、二项式的系数和
【分析】合理归纳,得到规律,建立方程求解即可.
【详解】易知第一行的各数和为,第二行为,第三行为,
第四行为,第五行为,归纳得第行的各数之和为,
第行的各数之和为,而第行的各数之和比上一行各数之和大64,
故有,解得,故B正确.
故选:B
【变式1】.(2024高二下·全国·专题练习)杨辉是我国南宋末年的一位杰出的数学家.他在《详解九章算法》一书中,画了一个由二项式展开式的系数构成的三角形数阵,称作“开方作法本源”,这就是著名的“杨辉三角”.在“杨辉三角”中,从第2行开始,除1以外,其他每一个数值都是它上面的两个数值之和,每一行第个数组成的数列称为第斜列.该三角形数阵前5行如图所示,则该三角形数阵前2022行第斜列与第斜列各项之和最大时,的值为( )
A.1009 B.1010 C.1011 D.1012
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】杨辉三角
【分析】根据题意可得第斜列各项之和为,第斜列各项之和为,则可求出.
【详解】当时,第斜列各项之和为
,
同理,第斜列各项之和为,所以,
所以第斜列与第斜列各项之和最大时,,则.
故选:C.
【变式2】.(2025高二·全国·专题练习)南宋数学家杨辉发明的“杨辉三角”(如图所示)是我国数学史上的一个伟大创造,它展现了二项式系数在三角形中的几何排列.按照这一规律,第9行第8个数是 .
【答案】36
【难度】0.85
【知识点】杨辉三角
【分析】根据题意,结合杨辉三角,找出规律,即可得出结果.
【详解】由图分析,第0行的数为1,第1行的数为,
第2行的数为,
第3行的数为……
因此,第n行第m个数为,所以第9行第8个数是.
故答案为:
【变式3】.(24-25高二下·上海·期中)“杨辉三角”是数学史上的一个伟大成就.在如图所示的“杨辉三角”中,去掉所有的数字1,余下的数逐行从左到右排列,得到数列为2,3,3,4,6,4,5,10,…,若,,则的最大值为 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】杨辉三角
【分析】根据“杨辉三角”确定的位置,再分析出去掉所有的之后的位置,从而得到的最大值.
【详解】依据“杨辉三角”的分布规律及可知最后一个出现在第行的第个数,
去掉所有之后是第行第个数,所以的最大值为,
故答案为:.
题型七:二项式定理与数列求和
【典例7】.已知数列是等比数列,,公比是的展开式的第二项(按的降幂排列).
(1)求数列的通项;
(2)求数列前项和;
(3)若,求.
【答案】(1);(2);(3).
【难度】0.65
【知识点】二项式定理与数列求和、写出等比数列的通项公式、求等比数列前n项和、求二项展开式的第k项
【分析】(1)利用二项式定理求得的展开式的第二项,可求得数列的公比,利用等比数列的通项公式可求得;
(2)分和两种情况讨论,利用等比数列的求和公式可求得;
(3)分和两种情况讨论,利用二项式定理可求得的表达式.
【详解】(1)的展开式的第二项为,
所以,数列的公比为,则;
(2)当时,则,;
当时,.
综上所述,;
(3)当时,,,
此时,;
当时,,
此时,.
综上所述,.
【点睛】本题考查等比数列通项的求解、等比数列求和以及利用二项式定理求和,考查计算能力,属于中等题.
【变式1】.已知函数,其中.
(1)若,,求的值;
(2)若,,求(,1,2,3,…,8)的最大值;
(3)若,求证:.
【答案】(1)(2)1792(3)见解析
【难度】0.4
【知识点】求系数最大(小)的项、二项式定理与数列求和、二项展开式各项的系数和
【分析】(1)令和,两式相加即得解;
(2)先求出,设为中的最大值,则解不等式组即得解;
(3)先得到,再利用二项式定理证明.
【详解】(1),时,
,
令得,
令得,
两式相加可得.
(2),
.
不妨设为中的最大值,则或6,
中最大值为.
(3)若,,
.
因为,
所以.
.
故得证.
【点睛】本题主要考查二项式定理求展开式的系数和差,求展开式系数的最大值,考查组合数的计算,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.
题型八:排列组合综合
【典例8】.(25-26高三上·辽宁丹东·阶段练习)三个家庭的3位妈妈带着2名女宝和2名男宝共7人踏春,在沿行一条小溪时,为了安全起见,他们排队前进,三位母亲互不相邻照顾孩子;2名女宝相邻且不排最前面也不排最后面;为了防止2名男宝打闹,2人不相邻,且不排最前面也不排最后面.则不同的排法种数共有( )
A.192种 B.288种 C.144种 D.96种
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】元素(位置)有限制的排列问题、排列组合综合、分步乘法计数原理及简单应用
【分析】利用捆绑法和插空法进行求解.
【详解】第一步:先将3名母亲全排,共有种排法;
第二步:将2名女宝“捆绑”在一起,共有种排法;
第三步:将“捆绑”在一起的2名女宝作为一个元素,在第一步形成的2个空中选择1个插入,有种排法;
第四步:首先将2名男宝之中的一人,插入第三步后相邻的两个妈妈中间,然后将另一个男宝插入由女宝与妈妈形成的2个空中的其中1个,共有种排法.
∴不同的排法种数有:种.
故选:D
【变式1】.雅礼女篮一直是雅礼中学的一张靓丽的名片,在刚刚结束的2022到2023赛季中国高中篮球联赛女子组总决赛中,雅礼中学女篮队员们敢打敢拼,最终获得了冠军.在颁奖仪式上,女篮队员12人(其中1人为队长),教练组3人,站成一排照相,要求队长必须站中间,教练组三人要求相邻并站在边上,总共有多少种站法( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】元素(位置)有限制的排列问题、排列组合综合、分步乘法计数原理及简单应用、相邻问题的排列问题
【分析】根据捆绑法以及特殊元素优先安排的原则,即可由排列组合以及分步乘法计数原理求解.
【详解】选择左右两边其中一边将教练组3人捆绑看作一个整体安排共有种排法,
将剩余的11名队员全排列共有,
由分步乘法计数原理可得总的站法有,
故选:B.
【变式2】.现有个小球和个小盒子,下面的结论正确的是 .
①若个不同的小球放入编号为、、、的盒子中(允许有空盒),则共有种放法;
②若个相同的小球放入编号为、、、的盒子中,且恰有两个空盒的放法共有种;
③若个不同的小球放入编号为、、、的盒子中,且恰有一个空盒的放法共有种;
④若编号为、、、的小球放入编号为、、、的盒子中,没有一个空盒但小球的编号和盒子的编号全不相同的放法共有种.
【答案】②③④
【难度】0.65
【知识点】实际问题中的计数问题、排列组合综合、分组分配问题
【分析】由分步乘法计数原理可判断①的正误;由分类加法、分步乘法结合排列、组合的知识可判断②的正误;由分步乘法、排列、组合知识可判断③的正误;利用枚举法可判断④的正误.
【详解】对于①,若个不同的小球放入编号为、、、的盒子中(允许有空盒),每个小球有种放法,共有种不同的放法,①错误;
对于②,将个相同的小球放入编号为、、、的盒子中,且恰有两个空盒,
则一个盒子放个小球、另一个盒子放个小球或两个盒子均放个小球,
此时,共有种不同的放法,②正确;
对于③,将个不同的小球放入编号为、、、的盒子中,且恰有一个空盒,
则两个盒子各放个小球,另一个盒子放个小球,此时,共有种放法,③正确;
对于④,将编号为、、、的小球放入编号为、、、的盒子中,没有一个空盒但小球的编号和盒子的编号全不相同的放法为:、、、、、、、、,共种,④正确.
故答案为:②③④.
【点睛】方法点睛:本题主要考查排列的应用,属于中档题.常见排列数的求法为:
(1)相邻问题采取“捆绑法”;
(2)不相邻问题采取“插空法”;
(3)有限制元素采取“优先法”;
(4)特殊元素顺序确定问题,先让所有元素全排列,然后除以有限制元素的全排列数.
【变式3】.冰墩墩(Bing Dwen Dwen)是2022年北京冬季奥运会的吉祥物.将6个不同的冰墩墩分配到甲乙丙丁4人,每人至少分配1个冰墩墩,则不同的分配方案共有 种.(用数字作答)
【答案】1560
【难度】0.65
【知识点】排列组合综合、分步乘法计数原理及简单应用、分组分配问题
【分析】根据题意可知有两个人各分得2个、两个人各分得1个和有一个人分得3个、其余三人各分得1个两种情况,结合平均分配的思想方法与分步乘法计数原理即可求出结果.
【详解】根据题意,有两种情况:
一、有两个人各分得2个,两个人各分得1个,可以先从6个冰墩墩中任选2个,组成一个小组,有种选法,然后再从剩余4个冰墩墩中任选2个,组成一个小组,有种选法;然后连同两个冰墩墩,看成四个元素,四人看成四个不同的元素在四个不同的位置,四个不同的元素在四个不同的位置的排列方法数有种,根据分步乘法计数原理,完成这件事,共有种不同的分配方案;
二、有一个人分得3个,其余三人各分得1个,可以先从6个冰墩墩中任选3个,组成一个小组,有种选法;然后连同其余三个冰墩墩,看成四个元素,四人看成四个不同的位置,四个不同的元素在四个不同的位置的排列方法数有种,根据分步乘法计数原理,完成这件事,共有种不同的分配方案.
综上,不同的分配方案共有种.
一、单选题
1.(24-25高二上·江西·期末)二项式的展开式中有理项的个数为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】二项展开式的应用
【分析】由二项式展开式的通项公式求出通项,然后由指数为整数得到的取值,得出结果.
【详解】二项式展开式的通项为.
其中当k的值分别为0,2,4时,为有理项,共有3项.
故选:B.
2.(24-25高二下·广西河池·阶段练习)在的展开式中,的系数为40,则( )
A.2 B. C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】由项的系数确定参数
【分析】根据二项展开式通式得,再令,解出后即可得到方程,解出即可.
【详解】的展开式通项为,
令,可得,所以的系数为,解得.
故选:C.
3.(25-26高三上·广东·阶段练习)的展开式中的常数项为( )
A.120 B.88 C.24 D.18
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】三项展开式的系数问题、分类加法计数原理
【分析】利用多项式乘多项式的规则及分类计数原理即可求解.
【详解】因为,
要想得到常数项,则有两种可能性:
(1)5个括号都取常数项,则得到的常数项为;
(2)2个括号取常数项,2个括号取,1个括号取,则得到的常数项为.
根据多项式乘多项式的规则可知展开式的常数项为.
故选:B
4.(24-25高二下·云南曲靖·期末)的展开式中的系数为( )
A. B.25 C. D.50
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】求指定项的系数、两个二项式乘积展开式的系数问题
【分析】利用的二项展开式的通项公式,可求的系数.
【详解】易得展开式通项公式为,
令可得的系数为,令可得的系数为,
故原展开式中的系数为.
故选:A.
5.(24-25高二下·安徽·期末)已知的展开式中第3项与第5项的二项式系数之比为,则展开式中的有理项的项数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】求有理项或其系数、求指定项的二项式系数
【分析】根据第项的二项式系数为,求出,再根据二项展开式的通项,即可求出其有理项.
【详解】由题知,又,
所以,展开式通项为,令,
则,所以展开式中有4项的有理项.
故选:C
6.(24-25高二下·江苏镇江·阶段练习)的展开式的第二项的二项式式系数为( )
A.10 B.5 C. D.
【答案】B
【难度】0.94
【知识点】求指定项的二项式系数
【分析】求出展开式的第二项的二项式系数可得答案.
【详解】的展开式的第二项的二项式式系数为.
故选:B.
7.(24-25高二下·广东汕头·期中)在二项式展开式中,下列说法不正确的是( )
A.第三项的二项式系数为15 B.所有项的二项式系数之和为64
C.有理项共有3项 D.常数项为第五项
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】求指定项的系数、求有理项或其系数、二项式的系数和、求指定项的二项式系数
【分析】结合二项展开式的通项公式可判断ACD的真假,利用二项式系数的性质可判断B的真假.
【详解】设展开式的第项为,
则:.
所以的二项式系数为,故A正确;
由为整数,可得的值可以为,故展开式中有理项为4项,故C错误;
由,所以为常数项,故D正确;
对B:根据二项式系数的性质可得:所有项的二项式系数之和为,故B正确.
故选:C
8.(24-25高二下·全国·课后作业)的展开式中系数最小的项和二项式系数最大的项分别为( )
A.第1项和第3项 B.第2项和第4项
C.第3项和第1项 D.第4项和第2项
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】求系数最大(小)的项、求指定项的二项式系数
【分析】写出的二项展开式的通项,进而可知项的系数为,进而可知当取奇数时,系数为负值,因此分别求出、、时的项的系数,进而可知最小值;因为的展开式有7项,因此中间一项的二项式系数最大.
【详解】的展开式的通项为,
当取奇数时,系数为负值,
当时,,当时,,当时,,
所以第2项的系数最小;
因为的展开式有7项,所以中间一项的二项式系数最大,即第项的二项式系数最大.
故选:B.
9.在的二项展开式中,系数最大的项是( )
A.第4项 B.第5项 C.第6项 D.第5项和第6项
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】求系数最大(小)的项、二项式系数的增减性和最值
【分析】根据二项式的通项公式进行求解即可.
【详解】的通项公式为,
根据二项式系数的性质可知,第5项和第6项的二项式系数最大,
第6项时,展开式的系数为负,因此第5项,展开式系数最大
故选:B
10.(25-26高三上·河北·开学考试)的展开式中二项式系数的和为64,则展开式中的常数项为( )
A.60 B. C.15 D.
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】求二项展开式的第k项、二项式的系数和
【分析】根据二项式系数和的性质,求出参数;根据二项式展开式,求出指定项即可.
【详解】由题可知,解得,
则二项式展开式通项公式为,
令,解得,所以常数项为.
故选:A.
11.(2025·湖南益阳·模拟预测)若,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】求指定项的系数、二项展开式各项的系数和、奇次项与偶次项的系数和、两个二项式乘积展开式的系数问题
【分析】令计算可判断A;利用展开式的通项公式计算可判断B,令计算可判断C;令结合C选项计算可判断D.
【详解】对于A,令,得,即,故A错误;
对于B,展开式的通项公式为,
所以,故B错误;
对于C,令,得,
即,故C正确;
对于D,令,得,
即,
因为,
所以,
因为,
所以不成立,故D错误.
故选:C
12.(24-25高二下·福建泉州·期末)已知,则下列选项中错误的是( )
A.
B.的最大值为
C.
D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】求系数最大(小)的项、求指定项的系数、二项展开式各项的系数和、奇次项与偶次项的系数和
【分析】求出二项式展开式的通项公式,求出分析判断AB;赋值计算判断CD.
【详解】展开式的通项公式为,
对于A,,A正确;
对于B,当时,,解得,当时,
即有,因此的最大值为,B正确;
对于C,当分别取时,,则,C错误;
对于D,当分别取时,,则,
而,因此,D正确.
故选:C
13.当时,将三项式展开,可得到如图所示的三项展开式和“广义杨辉三角形”:
若在的展开式中,的系数为75,则实数a的值为( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】求指定项的系数、杨辉三角、两个二项式乘积展开式的系数问题
【分析】阅读题意,结合广义杨辉三角形和二项式定理求解即可.
【详解】依题意, “广义杨辉三角形”构造方法为:第0行为1,以下各行每个数是它头上与左右两肩上3数(不足3数的,缺少的数计为0)之和,
所以“广义杨辉三角形”的第5行为1,5,15,30,45,51,45,30,15,5,1,
在的展开式中,的系数为45,的系数为30,
的展开式中,的系数为,解得.
故选:A
14.中国古代儒家要求学生掌握六种基本才能(六艺):礼、乐、射、御、书、数.某校国学社团周末开展“六艺”课程讲座活动,一天连排六节,每艺一节,则“射”与“数”之间间隔一艺的不同排课方法总数有( )
A.432种 B.240种 C.192种 D.96种
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】排列组合综合、不相邻排列问题
【分析】利用排列组合知识进行求解即可
【详解】根据题意,在“射”与“数”之间间隔一艺,先将“射”与“数”进行全排列,
从剩余的4艺中选择1个放在“射”与“数”中间,再将这三艺看做一个整体和剩余的3个元素进行全排列,这样的排课方法数为:
有种排课方法.
故选:C.
15.某电视台计划在春节期间某段时间连续播放6个广告,其中3个不同的商业广告和3个不同的公益广告,要求第一个和最后一个播放的必须是公益广告,且商业广告不能3个连续播放,则不同的播放方式有( )
A.144种 B.72种 C.36种 D.24种
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】排列组合综合
【分析】将第一个和最后一个先安排为公益广告,然后由商业广告不能3个连续播放,将其排成一列,之间有两个空,将剩下的公益广告插进去即可.
【详解】先从3个不同的公益广告中选两个安排到第一个和最后一个播放有种方法,
然后将3个不同的商业广告排成一列有种方法,
3个不同的商业广告之间有两个空,选择一个将剩下的一个公益广告安排进去即可,
所以总共有:种方式.
故选:B
二、多选题
16.(24-25高二下·贵州安顺·期末)(多选题)已知的展开式中各项系数之和为,则展开式中( )
A.各项的二项式系数之和为 B.含的项的系数为
C.奇数项的二项式系数之和为 D.二项式系数最大项为第项
【答案】ABC
【难度】0.65
【知识点】求系数最大(小)的项、求指定项的系数、二项展开式各项的系数和、二项式的系数和
【分析】令,即可求得各项系数之和,由此解方程得到的值.对于A,利用二项式系数之和的公式求解即可;对于B,写出该二项式展开式的通项,令的指数为求解即可;对于C,利用奇数项的二项式系数之和的公式求解即可;对于D,当为偶数时,二项式系数最大的项是中间项.
【详解】因为的展开式中各项系数之和为,所以令,,即,解得.
对于A,各项的二项式系数之和为,故选项A正确;
对于B,的展开式的通项为,令,解得,,故含的项的系数为,选项B正确;
对于C,奇数项的二项式系数之和为,故选项C正确;
对于D,当为偶数时,二项式系数最大的项是中间项,时,中间项是第项,故二项式系数最大项为第项,选项D错误.
故选:ABC.
17.(24-25高二下·内蒙古·期末)(多选题)已知的展开式中,各项的二项式系数之和为64,则( )
A. B.各项系数之和为
C.第3项的二项式系数最大 D.常数项为
【答案】ABD
【难度】0.65
【知识点】二项展开式各项的系数和、二项式系数的增减性和最值、求二项展开式的第k项、二项式的系数和
【分析】根据二项式系数和的性质列式求得,判断A,令得各项系数之和判断B,根据二项式系数的性质判断C,求出展开式的通项,令得,代入即可求常数项判断D.
【详解】根据各项的二项式系数之和为64,可得,解得,A正确.
令,则各项系数之和为,B正确.
因为,所以第4项的二项式系数最大,C错误.
的展开式的通式为,
令得,故所求的常数项为,D正确.
故选:ABD
18.(24-25高二下·河北保定·期末)(多选题)已知,则( )
A. B.
C.的展开式的二项式系数之和为 D.
【答案】ABD
【难度】0.65
【知识点】求指定项的系数、奇次项与偶次项的系数和、二项式的系数和
【分析】令得即可判断A,利用二项式定理的通项公式求即可判断B,二项式系数之和为即可判断C,令和即可求即可判断D.
【详解】由题意有:令有,故A正确;
由,故B正确;
的展开式的二项式系数之和为,故C错误;
令有,
令有,
两式相加有,故D正确.
故选:ABD.
19.(24-25高二下·山西·期末)(多选题)已知,则( )
A.
B.在中的最大值为
C.
D.
【答案】BCD
【难度】0.65
【知识点】求指定项的系数、二项展开式各项的系数和、奇次项与偶次项的系数和、二项式的系数和
【分析】将二项式化为并写出其展开式通项,进而根据各选项的分别求、确定中的最大值;用赋值法,令可求的值;将目标式去绝对值符号,应用赋值法令,即可求的值.
【详解】由,得展开式通项为.
对于A,,故A错误;
对于B,均为负数,,,,,所以在中最大,故B正确;
对于C,令,得,又,所以.故C正确;
对于D,因为均为负数,其余的均为正数,
所以,
令,得.,
所以,故D正确.
故选:BCD.
三、填空题
20.展开: .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】求二项展开式
【分析】根据二项式定理,求出二项展开式即可.
【详解】由二项展开式可得,
.
故答案为:
21.(24-25高二下·天津和平·期末)已知二项式的展开式中,的系数为28,则的系数为 .
【答案】70
【难度】0.85
【知识点】由项的系数确定参数、求指定项的系数
【分析】根据二项式的展开式的通项公式先求出,进而求解即可.
【详解】二项式的展开式的通项公式为,
,,
令,得,
由于的系数为28,则,解得,
则,,
令,得,
所以的系数为.
故答案为:70.
22.(25-26高三上·全国·阶段练习)在展开式中,的系数为 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】三项展开式的系数问题
【分析】利用二项式定理的原理可求解.
【详解】表示4个相乘,要想得到,需要从4个因式中,3个选择项,1个选择常数项,
所以的系数为:.
故答案为:
23.(25-26高三上·山东青岛·开学考试)的展开式中项的系数是 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】两个二项式乘积展开式的系数问题
【分析】根据题意,先求得展开式的通项,结合多项式的运算法则,求得的展开式中项,进而得到答案.
【详解】由二项式展开式的通项为,
则的展开式中项为
所以的展开式中项的系数为.
故答案为:.
24.(24-25高二下·贵州毕节·期末)的展开式的第7项的二项式系数是 .
【答案】7
【难度】0.94
【知识点】求指定项的二项式系数
【分析】根据二项式定理的性质计算.
【详解】由题可知:第7项的二项式系数是.
故答案为:7
25.(24-25高二下·山西·阶段练习)在的二项展开式中,第4项的二项式系数是 .
【答案】20
【难度】0.94
【知识点】求指定项的二项式系数
【分析】根据二项展开式的通项公式,写出二项式系数计算即得.
【详解】在的二项展开式中,第4项的二项式系数为.
故答案为:20.
26.(24-25高二下·北京·阶段练习)的展开式有7项,则 ;二项式系数最大的项为 .
【答案】 6
【难度】0.85
【知识点】求系数最大(小)的项
【分析】由二项展开式的性质求解.
【详解】因为的展开式有7项,所以;
则二项式系数最大的项为第四项,
所以,
故答案为:6,
27.已知二项式的展开式中第二项与第四项的系数相同.则展开式中系数最大的项是 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】求系数最大(小)的项、由项的系数确定参数
【分析】先写出展开式的通项,利用展开式中第二项与第四项的系数相同求出的值,再根据系数列不等式组求解即可.
【详解】二项式的展开式的第项为
,,
由题意可得,结合解得,
所以展开式系数为,,
设第项系数最大,则,
即,
即,
解得,
因为,所以,所以第项系数最大,该项为.
故答案为:
28.(25-26高三上·北京顺义·期中)已知,则 ; .
【答案】 1 15
【难度】0.65
【知识点】求指定项的系数、二项展开式各项的系数和
【分析】根据二项式定理求解.
【详解】由题意令,
令,则,
所以,在此式中令得,
所以,
故答案为:1;15.
29.(25-26高三上·山东潍坊·期中)已知,则 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】二项展开式各项的系数和、两个二项式乘积展开式的系数问题
【分析】借助赋值法,分别令及计算即可得.
【详解】令,则,即,
令,则,即,
故.
故答案为:.
30.“杨辉三角”是中国古代数学文化的瑰宝之一,最早出现在南宋数学家杨辉于1261年所著的《详解九章算法》一书中.“杨辉三角”揭示了二项式系数在三角形数表中的一种几何排列规律(如图所示),则“杨辉三角”中第30行中第12个数与第13个数之比为 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】杨辉三角、求指定项的二项式系数
【分析】利用二项式系数表示第30行第12和第13个数,再根据组合数公式,即可求解.
【详解】第30行中第12个数与第13个数之比为
.
故答案为:
四、解答题
31.已知,函数.
(1)当时,求函数展开式中含的一次项系数之和;
(2)当时,
①求函数展开式中的常数项;
②证明:.
【答案】(1);(2)①;②证明见解析.
【难度】0.65
【知识点】二项式定理与数列求和、二项展开式各项的系数和、证明组合恒等式
【分析】(1)先写出的表达式,结合二项式定理进行求解;
(2)①把代入,写出的表达式,求出常数项即可;
②先利用错位相减法求解数列的和,结合同一项的系数相等可得等式成立.
【详解】(1)当时,
;
所以展开式中含的一次项系数之和为
.
(2)①当时,
;
所以展开式中的常数项为.
②因为分别是二项式
的展开式中含的系数,
所以原恒等式左边就是多项式中含的系数,
设,
则
两式相减得
且时,
整理得;
上式中含有的系数为;
比较系数可得.
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