10.3 二项式定理(教师用书Word)-【正禾一本通】2026年新高考数学高三一轮总复习高效讲义(人教A版)

2025-12-03
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摘要:

该高中数学讲义聚焦二项式定理高考核心考点,涵盖定理证明、通项公式、二项式系数性质及综合应用,按“概念-性质-应用”逻辑架构组织,通过基点诊断、题型分类讲解、真题演练等环节,帮助学生构建知识网络,突破通项求解、系数和计算等难点。 资料特色在于分层突破策略,如将展开式问题细分为二项式型、乘积型、三项式型,结合赋值法、计数原理等方法指导,培养学生数学思维与运算能力。设置基础诊断、典例精讲、对点练习三级训练,助力教师精准把控复习节奏,高效提升学生应考能力。

内容正文:

10.3 二项式定理 [课标要求] 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. 【必备知识】 1.二项式定理 (1)二项式定理:(a+b)n=an+an-1b+…+(n∈N*). (2)通项公式:Tk+1=,它表示第k+1项. (3)二项式系数:二项展开式中各项的系数为. 2.二项式系数的性质 【必记结论】 若二项展开式的通项为Tr+1=g(r)·xh(r)(r=0,1,2,…,n),g(r)≠0,则有以下常见结论: (1)h(r)=0⇔Tr+1是常数项. (2)h(r)是非负整数⇔Tr+1是整式项. (3)h(r)是负整数⇔Tr+1是分式项. (4)h(r)是整数⇔Tr+1是有理项. 【基点诊断】 1.判断下列说法正误(在括号内打“√”或“×”) (1)(a+b)n的展开式中的第k项是an-kbk.(   ) (2)在二项展开式中,系数最大的项一定为中间的一项或中间的两项.(   ) (3)通项Tk+1=an-kbk中的a和b不能互换.(   ) (4)在(ax+b)n的展开式中,某项的系数一定与该项的二项式系数相同.(   ) 答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× 2.(x-1)10的展开式的第6项的系数是(   ) A. B.- C. D.- 解析:选D.(x-1)10的展开式的第6项是T6=·x5·(-1)5=-·x5,所以(x-1)10的展开式的第6项的系数是-. 3.+++…+=________. 解析:因为+++…+=211,且+++…+=+++…+,所以+++…+×211=1 024. 答案:1 024 4.已知(1+x)n的展开式中第4项与第8项的二项式系数相等,则这两项的二项式系数分别是________,________. 解析:∵第4项与第8项的二项式系数相等,∴=,∴n=3+7=10,∴这两项的二项式系数是==120. 答案:120 120 5.已知n∈N*,n的展开式中只有第7项的二项式系数最大,则该二项式展开式中各项系数和为________. 解析:∵n∈N*,n的展开式中只有第7项的二项式系数最大,∴n=12,令x=1,所以该二项式展开式中各项系数和为212. 答案:212 题型一 二项展开式中的通项问题 角度1 (a+b)n(n∈N*)型 【例1】 (1)二项式6的展开式中系数为无理数的项的个数为(   ) A.2 B.3 C.4 D.5 解析:选B.展开式通项公式为Tr+1=6-rr=x6-2r,r=1,3,5时,不是整数,系数是无理数,共有3项. (2)(2024·北京卷)在6的展开式中,常数项为________. 解析:Tk+1=k=·36-2k·x6k-18.令6k-18=0,得k=3,所以常数项为T4=·30·x0=20. 答案:20 角度2 (a+b)m(c+d)n(n∈N*)型 【例2】 (1)(人教A版选择性必修三P38)(1-2x)5(1+3x)4的展开式中按x的升幂排列的第3项为_________. 解析:(1-2x)5(1+3x)4的展开式中按x的升幂排列的第3项,即展开式中含x2的项, (3x)2+(-2x)2+··(3x)1=-26x2. 答案:-26x2 (2)(1+x+x2)(1-x)10的展开式中x4的系数为________. 解析: ∵(1+x+x2)(1-x)10=(1-x)10+x(1-x)10+x2(1-x)10,∴(1+x+x2)(1-x)10展开式中x4的系数为(1-x)10中x4的系数加上其x3的系数加上其x2项的系数, ∵(1-x)10展开式的通项为Tr+1=(-x)r,令r=4,3,2,分别得展开式含x4,x3,x2项的系数为. 故(1+x+x2)(1-x)10展开式中含x4的系数为-+=135. 答案:135 思维升华 求两个因式之积的特定项(或系数)的方法 方法一:对每一个二项式展开,利用多项或乘法法则对其展开即可; 方法二:先利用运算性质对其进行化简,再利用二项式定理进行展开. 角度3 (a+b+c)n(n∈N*)型 【例3】 (x2+x+y)5的展开式中,x5y2的系数为(   ) A.10 B.20 C.30 D.60 解析:选C.法一 (x2+x+y)5的展开式的通项为Tr+1=(x2+x)5-ryr, 令r=2,则T3=(x2+x)3y2. 又(x2+x)3的展开式的通项为Tk+1=(x2)3-k·xk=x6-k,令6-k=5,则k=1. 所以(x2+x+y)5的展开式中,x5y2的系数为=30. 法二 (x2+x+y)5表示5个x2+x+y之积,要得到x5y2,需从5个因式中选2个因式取x2,剩余的3个因式中1个取x,其余因式取y,因此x5y2的系数为=30. 【对点练习】 1.(1)(多选)已知n的展开式中第3项与第5项的系数之比为3∶14,则下列结论成立的是(   ) A.n=10 B.展开式中的常数项为45 C.含x5的项的系数为210 D.展开式中的有理项有5项 解析:选ABC.二项展开式的通项为Tk+1=,由于第3项与第5项的系数之比为3∶14,则,故,得n2-5n-50=0,解得n=10(负值舍去),故A正确; 则Tk+1=,令20-=0,解得k=8,则展开式中的常数项为=45,故B正确; 令20-=5,解得k=6,则含x5的项的系数为=210,故C正确; 令20-∈Z,则k为偶数,此时k=0,2,4,6,8,10,故有6项有理项,故D错误. (2)若(x2+a)的展开式中x8的系数为9,则a的值为________. 解析:因为(x2+a)+a·8,且展开式的通项为Tk+1==x8-2k, 当8-2k=6时,k=1,此时x6的系数为. 当8-2k=8时,k=0,此时x8的系数为. 所以展开式中x8的系数为=8+a=9,解得a=1. 答案:1 (3)(2024·重庆质检)(2x2+y+1)5的展开式中x4y2项的系数为________. 解析:将(2x2+y+1)5看作5个因式(2x2+y+1)相乘,根据x4y2的指数可得5个因式中有两个选2x2,两个选y,一个选1,进行相乘,即(2x2+y+1)5的展开式中x4y2项的系数为=120. 答案:120 题型二 二项式系数和与各项系数和 角度1 二项式系数和与系数和 【例4】 (1)(多选)已知的展开式中第二项与第三项的系数的绝对值之比为1∶8,则(   ) A.n=4 B.展开式中所有项的系数和为1 C.展开式中二项式系数和为24 D.展开式中不含常数项 解析:选AD.由题意得=,则,解得n=4,故A正确; 所以,令x=1,则所有项的系数之和为-1,故B错误; 所以的二项式系数和为29,故C错误; 的通项公式为Tk+1=(-2x)k=(-2)kx2k-9,若Tk+1为常数项,则有2k-9=0,解得k=∉N,所以不存在常数项,故D正确. (2)(多选)(2024·重庆模拟)已知(1-2x)2 024=a0+a1x+a2x2+…+a2 023x2 023+a2 024x2 024,则(   ) A.展开式中二项式系数最大项为第1 012项 B.展开式中所有项的系数和为1 C.=-1 D.=4 048 解析:选BCD.由二项展开式中的二项式系数性质可知二项式系数最大为,易知应为第1 013项,故A错误; 令x=1,可得(1-2)2 024=a0+a1+a2+…+a2 023+a2 024=1,即展开式中所有项的系数和为1,故B正确; 令x=0,可得a0=1,令x=,可得2 024=a0+=0, 所以=-1,故C正确; 将等式(1-2x)2 024=a0+a1x+a2x2+…+a2 023x2 023+a2 024x2 024两边同时求导可得,2 024×(-2)(1-2x)2 023=x2 023,再令x=1,可得=4 048,故D正确. 角度2 系数与二项式系数的最值 【例5】 (1)(2024·山东省实验中学二模)(x+2y)6展开式中二项式系数最大的项的系数为______. 解析:由二项式系数的基本性质可知(x+2y)6展开式中二项式系数最大的项为T4=·x3·(2y)3=160x3y3.因此,展开式中二项式系数最大的项的系数为160. 答案:160 (2)(2024·全国甲卷)10的展开式中,各项系数中的最大值为________. 解析:10的展开式的通项公式为Tr+1=xr(r=0,1,2,…,10). 若Tr+1项的系数最大, 则 解得,又r∈N+,所以r=8,则T9项的系数最大,最大项的系数为2=5. 答案:5 【对点练习】 2.(1)(2024·西安质检)已知(2x-1)5=a5x5+a4x4+a3x3+a2x2+a1x+a0,则|a0|+|a1|+…+|a5|等于(   ) A.1 B.243 C.121 D.122 解析:选B.令x=1,得a5+a4+a3+a2+a1+a0=1 ①, 令x=-1,得-a5+a4-a3+a2-a1+a0=-243 ②, ①+②,得2(a4+a2+a0)=-242, 即a4+a2+a0=-121. ①-②,得2(a5+a3+a1)=244, 即a5+a3+a1=122. 所以|a0|+|a1|+…+|a5|=-a0+a1-a2+a3-a4+a5=122+121=243. (2)已知n的二项展开式中二项式系数之和为64,则下列结论正确的是(   ) A.二项展开式中各项系数之和为37 B.二项展开式中二项式系数最大的项为 C.二项展开式中无常数项 D.二项展开式中系数最大的项为240x3 解析:选D.因为n的二项展开式中二项式系数之和为64,所以2n=64,则n=6,所以二项式为6,则二项展开式的通项为Tk+1=(2x)6-kk=,令x=1,可得二项展开式中各项系数之和为36,故A错误; 第4项的二项式系数最大,此时k=3,则二项展开式中二项式系数最大的项为T4=,故B错误; 令6-k=0,则k=4,所以二项展开式中的常数项为=60,故C错误; 令第k+1项的系数最大, 则解得, 因为k∈N,所以k=2,所以二项展开式中系数最大的项为T3=24x3=240x3,故D正确. (3)(2022·浙江高考)已知多项式(x+2)(x-1)4=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,则a2=________,a1+a2+a3+a4+a5=________. 解析:(x-1)4展开式的通项为Tk+1=故a2=×(-1)3+×(-1)2=8. 令x=1,则a0+a1+a2+a3+a4+a5=0,令x=0,得a0=2,所以a1+a2+a3+a4+a5=-2. 答案:8 -2 题型三 二项式定理的综合应用 【例6】 (1)(2024·河北唐山、邯郸高三期末)9810除以1 000的余数是________. 解析:因为9810=(100-2)10=10010+×(-2)×1009+×(-2)2×1008+…+×(-2)9×100+×(-2)10=[×(-2)×1009+×(-2)2×1008+…+(-2)9×1 000]+1 024=+24,所以9810除以1 000的余数是24. 答案:24 (2)用二项式定理估算1.0110≈______.(精确到0.001) 解析:1.0110=(1+0.01)10=+×0.013+…≈1+0.1+0.004 5=1.104 5≈1.105. 答案:1.105 思维升华 二项式定理应用的题型及解法 (1)在证明整除问题或求余数问题时要进行合理的变形,使被除式(数)展开后的每一项都含有除式的因式. (2)二项式定理的一个重要用途是做近似计算:当n不是很大,|x|比较小时,(1+x)n≈1+nx. 【对点练习】 3.(1)设n为奇数,那么11n+·11n-1+·11n-2+…+·11-1除以13的余数是(   ) A.-3 B.2 C.10 D.11 解析:选C.11n+·11n-1+·11n-2+…+·11-1=·11n+·11n-1+·11n-2+…+·11+-2=(11+1)n-2=12n-2=(13-1)n-2=·13n-·13n-1+…+·13+-2, 因为n为奇数,则上式=·13n-·13n-1+…+·13n-·13n-1+…+]+10,所以11n+·11n-1+·11n-2+…+·11-1除以13的余数是10. (2)利用二项式定理计算0.996,则其结果精确到0.001的近似值是(   ) A.0.940 B.0.941 C.0.942 D.0.943 解析:选B.0.996=(1-0.01)6=×1-×0.01+×0.012-×0.013+…+×0.016=1-0.06+0.001 5-0.000 02+…+0.016≈0.941. 学科网(北京)股份有限公司 $

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