内容正文:
赋值法巧用,
■江苏省扬州市江都区
赋值法是解决一些数学问题的一种特殊
技巧方法,其立足数学中恒等场景,利用参数
或变量的特殊思想与一般思想之间的关系,
合理选取对应的特殊值加以处理,进而由特
殊思想来解决一般性问题,最终实现问题的
巧妙突破。在解决一些相关的二项式及其综
合应用问题时,赋值法是其中的一个基本方
法,借助二项式成立所对应的恒等式加以特
殊值赋值,可以解决相应的二项式及其综合
应用问题。
一、系数和问题
基于二项式定理的应用场景,涉及一些
特殊项的系数和及其应用问题时,可以借助
赋值法,用来解决部分项、奇数项、偶数项、全
部系数和及一些特殊项的系数和等,经常利
用“0,1,一1”等特殊值的赋值法处理,结合对
应的运算技巧来求值或判断。
例1(多选题)已知函数f(x)=(1一
2.x)s=a0十a1x十a2x2+…十a6x8(a;∈R,
i=0,1,2,…,6)的定义域为R,则()。
A.ao=1
B.a。十a1+a2十…十a6=-1
C.a1十a3十a5=-364
D.a2+a1+a6=364
解析:依题意,令x=0,可得a。=1,故选
项A正确;
令x=1,可得a0十a1十a2十…十a6=
(1一2)=1①,故选项B错误;
令x=一1,可得a0一a1十a2一…十a6=
(1+2)=3②,由①-②得2(a1十a十
a)=1-35,所以a1+a,+a:=13
2
一364,故选项C正确:
所以a2十a1十aB=(a。十a1+a2十…十
a6)-a。一(a1十aa+a5)=1-1-(-364)=
364,故选项D正确。
故选ACD。
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,点评:解决此类二项式中的系数和问题,
要根据所求系数和的类型加以差异化的赋值
处理。需要注意的是:特殊值“1”一般在全部
系数和中加以赋值应用,特殊值“一1”一般在
奇数项或偶数项的系数和中加以赋值应用,
同时要灵活进行整体思维及运算技巧。
二、参数值问题
基于二项式定理的应用场景,依托二项
式满足的条件(往往以关系式或方程等形式
出现),合理利用赋值法处理,巧妙构建方程
来求解对应的参数值。
例2已知g(x)=(1十x)+(1+x)
+…十(1十x)”=a0十a1x十a2x2十…十
amx”。若a1十a2十…十am-1=253一n,则n
的值为
解析:依题意,令x=1,可得g(1)=2十
22十…十2”=a0十a1+a2十…十am=
21-2)=2+1一2。又因为a。=n,a,=1,
1-2
所以n十a1十a2十…十am-1十1=2+1一2,故
a1十a2十…十am-1=2m+1-2-n-1=253-
n,解得n=7。
故填7。
,点评:解决此类二项式中的参数值问题,
是基于二项式所满足的条件或方程信息,利
用特殊值对变量加以合理赋值处理,巧妙构
建与参数相关的方程(组),给参数值的求解
与确定提供条件。
三、代数式问题
基于二项式定理的应用场景,结合二项
式中与系数相关的代数式及其相关问题,借
助对应代数式的含参形式、结构特征或运算
性质,巧妙联系二项式加以化归与转化,借助
特殊值的赋值与应用来求解代数式的值。
例3(1)已知(3-2x)1=a。十a1x十
a2x2十…十a11x1,则|a11+|a2|十…+|a11
的值为一。
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(2)设(√2+x)0=a0十a1x十a2x2+…
十aox°,则(a。十a2十a1十…十a1o)”-(a1十
a3十a5十…十a)2的值为
解析:(1)因为(3一2x)1的展开式的通
项为T+1=C1·3·(一2x)1-=(一2)1-·
3·C·x1-t,所以a0,a2,…,a10>0,a1,
a3,…,an<0,故|a1+|a2|十…+a1|=
(a2+a1十…十a1o)-(a1+a3+…十a1)。
令x=-1,可得a。一a1十a2-…-a11=(3
+2)l=51,即(a。十a2十a1十…+a10)-(a1
十a3十…十a11)=51。又因为a。=3,所以
|a:|+|a2|+…+|au|=[(ao十a2+a1+…
+a16)-(a1十a4+…+a1)]-ao=51-3l。
故填51一31。
(2)依题意,令x=1,可得a。十a1十·十
a1o=(√2十1)1;令x=-1,可得ao-a1+a2
-…十a。=(√2-1)1°。故(a0十a2十a1十…
十a1o)2-(a1十a3十a5十…十am)2=(a0十a1
十a2十…十a1o)(a。-a1十a2一…十a1o)=
(2+1)1°(√2-1)1°=1。
故填1。
,点评:解决此类二项式定理场景下的代
数式及其综合问题,关键在于剖析对应代数
式的含参形式、结构特征或运算性质等,结合
赋值法及相关的技巧方法进行分析与求解。
四、恒等式问题
对于一些相关的恒等式问题,往往是基
于二项式定理及其对应的结构形式,通过特
殊值的赋值法处理,朝着所要求解或判断的
恒等式的结构特征与形式方向转化,实现与
恒等式相关问题的突破与求解。
例4计算:3”一C·3”1+C·3-2
+…十(一1)"-1·3C0-1十(-1)n·C0=
0
解析:已知二项式定理(a十b)”=Ca"十
Ca"-lb1+Ca"-2b2+…+Cmb"(n∈N*)。令
a=3,b=一1,代入二项式定理,可得C·3”
十C·3"-1·(-1)1+C2·3m-2·(-1)2十…
十C01·3·(-1)-1十Cg·(-1)"=(3
1)”=2”。所以3”一C·3”-1十C·3"-2+…
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+(-1)"-1·3C01十(-1)”·C”=2"。
故填2”。
,点评:解决此类二项式中的恒等式问题,
其立足于二项式定理,结合恒等式的特殊值
的赋值法处理,给与之相关的代数式、恒等式
等的求值、化简或证明创造条件,关键在于观
察所要求解的代数式或恒等式与二项式定理
之间的关系,并加以合理过渡与巧妙赋值。
五、导数法问题
基于二项式定理的应用场景,若所涉及
的关系式中明确具有一定的规律性与变化
性,联系函数与导数的综合应用,巧妙构建相
应的函数,通过合理求导与应用,并借助特殊
值的赋值法来达到目的。
例5若(x+1)5=ao十a1x+a2x2+
a3x3十a1x1十a5x5,则a1+2a2+3a3十4a1十
5a5=(
)。
A.4B.8C.80D.3125
解析:依题意,令函数f(x)=(x十1)5=
ao十a1x十a2x2十ax3十a1x4十a5x5,求导得
f'(x)=5(x+1)1=a1+2a2x+3a3x2+
4a1x3+5a5x'。令x=1,可得a1+2a2+3a3
十4a1+5a5=5×2=80。
故选C。
点评:解决此类具有一定规律性与变化
性的关系式及其相关问题,关键在于挖掘问
题的本质与内涵,借助关系式与函数之间的
联系,合理构建函数,通过求导处理,从而实
现问题的突破与转化,为进一步利用赋值法
创造条件。
其实,利用二项式定理来解决相关问题
时,其自身就是一个恒等式,这给特殊值的赋
值处理提供了条件,也为变量的特殊值处理
奠定基础。在实际解题时,基于二项式定理
的应用场景,借助变量的特殊取值(1,一1或
0等)来赋值处理,通过特殊思维与一般思维
之间的联系,从而实现问题的切入与应用。
在实际解题过程中,有时一次特殊赋值不能
达到目的时,需要进行多次的特殊赋值,从而
合理突破,创新应用。
(责任编辑王福华)