内容正文:
6.3 二项式定理 (教材课后题 全解与加练讲义)
【人教A版】
---------------------【教材习题·全解】----------------------
📘【复习巩固】
1.选择题
(1)在的展开式中,含的项的系数是( ).
A.74 B.121 C.-74 D.-121
【答案】D
【解析】含的项为.
故选D.
【题型】二项式展开式系数的综合计算
【审题关键】目标为多项式展开式中特定项的系数;多项式由多个同形式二项式相加构成,需分别提取各项目标系数再求和;二项式为形式,需注意负号对系数符号的影响.
【核心方法】分项提取法:将多项式拆分为单个二项式,分别确定每个二项式中的系数.二项式通项定位法:利用通项公式,锁定对应的项数,确定系数表达式.
求和整合:将各分项系数进行代数求和,得到最终结果.
【易错警示】①忽略中的三次方符号,误将系数写为;② 混淆二项式系数与展开式系数;③计算组合数时出现数值错误,导致最终求和结果偏差.
(2)的展开式中的系数为15,则( ).
A.7 B.6 C.5 D.4
【答案】B
【解析】的展开式的通项为,的系数为15,
故选B.
【题型】二项式展开式系数与方程求解
【审题关键】已知 展开式中的系数为 15,求正整数n;核心是利用二项式系数公式建立方程求解.
【核心方法】通项定位法:利用二项式通项公式,锁定 对应的项,其系数为组合数;方程求解法:根据已知系数建立方程,代入组合数公式化简为一元二次方程,求解并筛选正整数解.
【易错警示】①混淆二项式系数与排列数,导致方程建立错误;②解一元二次方程时,忽略n为正整数的条件,保留无效根.
2.的展开式中的系数是_________.
【答案】0
【解析】的展开式中含的项为,
故的系数为0.
【题型】二项式展开式特定项系数的综合计算(多项式乘积型)
【审题关键】需将多项式拆分为与 两部分,分别寻找能生成的项,再求和.
【核心方法】拆分乘积法:将原式拆为两个单项式与二项式的乘积,分别分析每一部分的目标项来源.通项匹配法:利用 的通项公式,锁定与前项结合后指数和为 3,3 的项,确定其系数;代数求和法:将两部分匹配出的目标项系数进行相加,得到最终结果.
【易错警示】
①忽略中负号的奇偶次幂影响,导致单项系数符号错误;②指数匹配错误,误选中指数不符合要求的项进行计算;③拆分后漏算其中一部分的贡献,仅计算单一拆分项的系数.
3.用二项式定理展开:
(1); (2).
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【解析】(1)
;
(2)
【题型】二项式定理的直接应用(根式型与分式根式型二项式展开)
【审题关键】第 (1) 题为根式型,n=9,需注意根式的指数运算规则;第 (2) 题为分式根式型,n=7,含负号与分式,需注意符号和系数运算.
【核心方法】通项公式法:统一使用二项式通项公式;逐项展开法:从r=0到r=n,依次计算每一项的系数、字母指数,最后合并成完整展开式.
【易错警示】①忽略第 (2) 题中负号的影响,未按(−1)r确定各项符号;②组合数Cnr计算错误,或漏写某一项导致展开式不完整;③分式系数的幂次运算错误,如与2r的合并计算失误.
4.化简:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【题型】二项式展开式的化简(对称型二项式求和)
【审题关键】两道小题都是两个结构相似的二项式相加,核心是利用展开后奇数次项相互抵消、偶数次项加倍的规律来化简.
【核心方法】对称抵消法:利用两个相似二项式相加的特点,让含奇数次幂的项相互抵消,只保留偶数次幂的项,并且把这些项的系数加倍;逐项筛选法:先写出二项式展开的各项,只挑出指数为偶数的项,把它们的系数乘以2,再合并得到最简结果.
【易错警示】① 搞错哪些项会抵消、哪些项会保留,导致保留了不该留的项或者漏掉了该留的项;② 抵消之后忘记把偶数次项的系数乘以2,使结果系数偏小;③ 对负指数幂的运算不熟悉,导致的幂次计算出错.
5.(1)求的展开式的前4项;
(2)求的展开式的第8项;
(3)求的展开式的中间一项;
(4)求的展开式的中间两项.
【答案】(1)前4项分别是1,,,
(2)
(3)
(4),
展开式的中间两项分别为,,其中,
.
【题型】二项式展开式特定项的求解(前几项、指定项、中间项)
【审题关键】
本题核心是根据不同要求,从二项式展开式中精准定位并计算出对应的项.需明确:前几项从常数项开始计数;指定项的序号与通项中 r 的关系;中间项的数量由指数的奇偶性决定.
【核心方法】通项公式法:使用二项式通项公式,根据目标项的位置确定 r 的值,代入计算;项数定位法:前4项对应 r=0,1,2,3.第 8 项对应 r=7;指数为偶数时,中间项为第 项,对应.指数为奇数时,中间两项对应 和.
【易错警示】① 项数与 r 的对应关系混淆,导致定位错误;② 忽略二项式中负号的影响,导致项的符号计算错误;③ 对根式或分式的指数运算规则不熟悉,导致字母指数计算失误;④ 当指数为奇数时,漏算其中一个中间项.
6.求下列各式的二项展开式中指定各项的系数:
(1)的含的项;
(2)的常数项.
【答案】(1);2)
【解析】(1)含的项是第6项,它的系数是;
(2)常数项是第6项,.
【题型】二项式展开式指定项系数求解(含负指数幂与常数项)
【审题关键】核心是利用二项式通项公式,建立关于指数的方程,解出对应项的参数 r,再计算系数.
第 (1) 题需找到使x的指数为 的项;第 (2) 题需找到使x的指数为0.
【核心方法】通项公式法:使用二项式通项写出通项表达式,令x的指数等于目标值,解出r,再代入计算系数;指数方程法:通过建立指数方程,精准定位到目标项,避免逐项展开.
【易错警示】①忽略二项式中负号和分式系数的影响,导致项的符号和系数计算错误;②指数运算错误,尤其是负指数幂的合并计算,导致指数方程列错;③混淆二项式系数与展开式系数,未将所有数字因子纳入系数计算.
♻【综合运用】
7.证明:
(1)的展开式中常数项是;
(2)的展开式的中间一项是.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【解析】(1)9.已知的展开式中第4项与第8项的二项式系数相等,求这两项的二项式系数.
由得,即的展开式中的常数项是
.
(2)的展开式共有项,所以中间一项是.
【题型】二项式展开式特定项的证明(常数项与中间项)
【审题关键】核心是利用二项式通项公式,找到对应项的参数r,并对组合数进行化简,最终得到题目给出的形式.第 (1) 题需找到使 x 的指数为0的常数项;第 (2) 题需找到指数为偶数2n时的唯一中间项.
【核心方法】通项公式法:使用二项式通项 ,写出通项表达式,令x的指数为0(或确定中间项的 r 值),解出 r;组合数化简法:将组合数展开,通过分子分母同乘n!或 2nn! 等方式,将其化简为含有双阶乘 1×3×5×⋯×(2n−1) 的形式;阶乘变形法:利用 (2n)!=2nn!×(1×3×5×⋯×(2n−1)) 这一关键变形,完成证明.
【易错警示】①忽略二项式中负号的影响,导致项的符号计算错误;②组合数化简过程中,分子分母的变形不规范,导致无法得到目标形式;③对双阶乘的概念和阶乘的变形公式不熟悉,导致证明卡壳.
8.已知的展开式中第4项与第8项的二项式系数相等,求这两项的二项式系数.
【答案】120
【解析】展开式的第4项与第8项的二项式系数分别是与,由,,得,即,所以这两项的二项式系数是与,即120.
【题型】二项式系数性质的应用(对称性)
【审题关键】核心是利用二项式系数的对称性,建立等式求出指数,再计算指定项的二项式系数.明确项数与通项参数的对应关系,是解题的前提.
【核心方法】对称性法:利用二项式系数的对称性质,若两项系数相等,则其对应的参数之和等于展开式的总指数;数值计算法:求出总指数后,代入组合数公式,计算出具体的二项式系数.
【易错警示】① 项数与通项参数的对应关系混淆,导致参数取值错误;② 组合数计算公式记忆错误,导致最终数值计算失误.
9.用二项式定理证明:
(1)能被整除;
(2)能被1000整除.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【解析】(1)
,
能被整除.
(2)
,
能被1000整除.
【题型】二项式定理在整除性证明中的应用
【审题关键】核心是将待证表达式通过二项式定理展开,抵消常数项后,证明剩余部分可被指定除数整除.第 (1) 题需将(n+1)n−1展开,证明其能被n2 整除;第 (2) 题需将9910−1 展开,证明其能被1000 整除.
【核心方法】二项式展开法:将底数写成1+k 的形式,利用二项式定理展开,抵消常数项后,观察剩余项的结构;结构分析法:展开后,分析各项的构成,证明所有剩余项都包含指定除数作为其组成部分,从而使整个表达式是该除数的倍数.数值变形法:将99变形为100−1,展开后分析各项,证明其和是1000 的倍数.
【易错警示】①展开时遗漏或错误计算了某些项,导致无法证明整除关系;②忽略了组合数 等系数中含有的除数部分,导致证明不完整;③对大数展开时,未能正确识别出能被 1000 整除的项.
🔍【拓广探索】
10.求证:.
【答案】证明见解析
【解析】证明:由.
【题型】二项式定理的赋值法应用(恒等式证明)
【审题关键】核心是识别等式左侧为二项式展开式的结构形式,通过赋值法代入特定数值,直接推导恒等式成立.
【核心方法】赋值法:将二项式定理展开式中的字母替换为具体数值,简化运算以证明恒等式.本题令展开式中两项分别为1 和 - 1,代入后直接得到目标等式.
【易错警示】①赋值时符号对应错误,未准确匹配等式左侧的正负交替规律;②混淆二项式展开式的项数与组合数的上标、下标关系.
11.下图反映了二项式定理产生 、 完备和推广所走过的漫长历程:
(1) 在上述发展过程中 ,无论是推广还是证明,都是从特殊到一般 .如今,数学研究的一个
发展趋势就是尽可能地一般化 .请你试一试,从 推广到
(2) 请你查阅相关资料 , 细化上述历程中的某段过程 , 例如从3次到,从二项到项
等 , 说一说数学家是如何发现问题和解决问题的 .
【解析】(1)以通过数学归纳法和组合计数的思想来完成推广:
①基础情况:当时, ,显然成立.
②归纳假设:假设当 时,展开式为:
为非负整数,且满足.
③归纳步骤:当 时,
将归纳假设代入并展开,每一项 与 相乘后,得到
,所有项求和后,利用组合数公式
,可证明时,公式成立.
因此,对任意正整数n,有:
(2) 从 3 次到n次,从二项到项的问题发现与解决过程
以从二项式 到多项式 的推广为例,数学家的思考路径如下:
①观察与归纳:
从 ,具体例子中,发现展开式系数与组合数 的对应关系.
提出猜想:.
②证明与验证:
利用数学归纳法或组合模型(如从个因式中选个取 ,其余取)严格证明二项式定理.
验证等更多情况,确保定理的普适性.
③推广与抽象:
从 “两个项” 推广到 “个项”,思考的展开式.发现其系数对应于多项式系数,其中,一步抽象到 ,提出多项式定理的一般形式.
【题型】二项式定理的推广与数学思想方法
【审题关键】核心是从二项式出发,通过归纳与类比,将其推广到多元多项式,并提炼出从特殊到一般的数学思维模式.
【核心方法】先从 ,等特例中发现系数规律,再用数学归纳法证明 的一般形式;随后类比二项式的组合计数思想,将其推广到m项和的幂,形成多元多项式定理,完成从 “特殊到一般”“二项到多项” 的跨越.
【易错警示】混淆多元多项式系数与二项式系数,忽略指数和为 n 的约束;推广时未能抓住组合计数的本质,仅停留在形式模仿.
---------------------【高考真题·赏析】--------------------
1.(2019·全国Ⅲ卷)(1+2x2)(1+x)4的展开式中x3的系数为( )
A.12 B.16 C.-10 D.10
【答案】A
【解析】展开式中含x3的项可以由“1与x3”和“2x2与x”的乘积组成,则x3的系数为1×C+2C=12.
故选A.
2.(2020·全国Ⅰ卷)(x+y)5的展开式中x3y3的系数为( )
A.5 B.10 C.15 D.20
【答案】C
【解析】当x+中取x时,x3y3的系数为C,当x+中取时,x3y3的系数为C,
∴x3y3的系数为C+C=10+5=15.
故选C.
3.(2025·天津高考)在的展开式中,项的系数为 .
【答案】
【解析】展开式的通项公式为,
当时,,即展开式中的系数为.
4.(2025·上海高考)在二项式的展开式中,的系数为 .
【答案】
【解析】由通项公式,
令,得,可得项的系数为.
5.(2022·新高考Ⅰ卷)(x+y)8的展开式中x2y6的系数为 (用数字作答).
【答案】-28
【解析】(x+y)8展开式的通项Tr+1=x8-ryr,r=0,1,…,7,8.令r=6,得T6+1=x2y6;令r=5,得T5+1=x3y5,所以(x+y)8的展开式中x2y6的系数为-=-28.
6.(2020·全国Ⅲ卷)的展开式中常数项是 (用数字作答).
【答案】240
【解析】的展开式的通项为Tr+1=(x2)6-r·=2rx12-3r,令12-3r=0,解得r=4,得常数项为24=240.
7.(2024·全国甲卷)的展开式中,各项系数中的最大值为 .
【答案】5
【解析】的展开式的通项公式为Tr+1=xr,
则各项的系数分别为
,,,,,,,,,,,
观察发现二项式系数先增大后减小,且前后对称,指数式递增,分别计算
,,,,,,比较可得,=5最大.
---------------------【素养强化·专练】--------------------
一、单选题
1.的展开式中,含项的系数是( )
A. B.462 C.792 D.
【答案】D
【解析】的二项式通项为,,令,解得,所以含项的系数是.
故选D.
2.展开式的常数项是( )
A.24 B.12 C.6 D.4
【答案】A
【解析】展开式的通项为,令,得,所以展开式的常数项是.
故选A.
3.若的二项展开式中的系数是,则实数a的值是( )
A. B. C.1 D.2
【答案】D
【解析】的二项展开式的通项公式.令,得.由的系数是,得,解得.
故选D.
4.展开式中二项式系数最大的项是( )
A. B. C.和 D.和
【答案】C
【解析】展开式的通项为,因为展开式共有8项,所以第4项和第5项的二项式系数最大,所以展开式中二项式系数最大的项为和,即为和.
故选C.
5.已知的展开式中各项系数的和为243,则该展开式中的项的系数为( )
A.5 B.16 C.40 D.80
【答案】D
【解析】因为的展开式中各项系数的和为243,则令,可得,解得,所以二项式为,其展开式的通项为,,令,得项的系数为.
故选D.
6.的展开式中各项系数之和为m,展开式的二项式系数之和为n,则( )
A.-31 B.0 C.15 D.31
【答案】A
【解析】令,得的展开式中各项系数之和为,由二项式系数的性质可知,各二项式系数之和为,所以.
故选A.
7.的展开式中的系数为( )
A.40 B.80 C. D.
【答案】A
【解析】因为,所以展开式中的系数为
.
故选A.
8.的展开式中的系数为,则该二项展开式中的常数项为( )
A.320 B. C.160 D.
【答案】D
【解析】的展开式的通项,则.因为,所以..令,可得,则,得.因为,所以在中,令,可得,因此,展开式中的常数项为.
故选D.
二、多选题
9.在的展开式中,下列说法正确的是( )
A.常数项为160 B.第4项的二项式系数最大
C.第3项的系数最大 D.所有项的系数和为64
【答案】BC
【解析】展开式的通项为,由,得,所以常数项为,A错误;
展开式共有7项,所以第4项的二项式系数最大,B正确;
由通项公式可得k为偶数时,系数才有可能取到最大值,由,,,,可知第3项的系数最大,C正确;
令,得,所有项的系数和为1,D错误.
故选BC.
10.下列关于的二项展开式,说法正确的是( )
A.展开式共有10项 B.展开式的二项式系数之和为1024
C.展开式的常数项为8064 D.展开式的第6项的二项式系数最大
【答案】BD
【解析】由题意可知,展开式共有11项,故A错误;
展开式的二项式系数之和为,故B正确;
展开式的通项为,
令,得,所以展开式的常数项为,故C错误;
当时,二项式系数最大,所以展开式的第6项的二项式系数最大,故D正确.
故选BD.
11.若,则( )
A.展开式中所有的二项式系数之和为 B.展开式中二项式系数最大的项为第1012项
C. D.
【答案】ABC
【解析】由已知,得展开式中所有项的二项式系数之和为,故A正确.展开式中第1012项的二项式系数为,是所有项的二项式系数中的最大值,故B正确.在二项式的展开式中,令,可得,故C正确.令,可得,
所以,故D错误.
选ABC.
三、填空题
12.在的展开式中,常数项为__________.(用数字作答)
【答案】
【解析】二项式的展开式的通项,令,则,所以,所以二项式的展开式中的常数项为.
13.若展开式中的所有二项式系数和为512,则__________,该展开式中的系数为__________(结果用数字表示).
【答案】9;
【解析】由已知可得,解得,则的通项为
.令,解得,所以该展开式中的系数为.
14的展开式中的系数为________(用数字作答).
【答案】-28
【解析】展开式的通项,.令,得,令,得,所以的展开式中的系数为.
四、解答题
15.项式的展开式中,第3项和第4项的二项式系数比为.
(1)求n的值及展开式中的常数项;
(2)求展开式中系数最大的项是第几项.
【答案】(1);展开式中的常数项为;2)第5项
【解析】(1)二项式的展开式的通项.
因为第3项和第4项的二项式系数比为,
所以,化简,得,解得.所以.
令,得,所以展开式中的常数项为.
(2)设展开式中系数最大的项是第项,
则即解得.
因为,所以,所以展开式中系数最大的项是第5项.
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6.3 二项式定理 (教材课后题 全解与加练讲义)
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📘【复习巩固】
1.选择题
(1)在的展开式中,含的项的系数是( ).
A.74 B.121 C.-74 D.-121
【题型】二项式展开式系数的综合计算
【审题关键】目标为多项式展开式中特定项的系数;多项式由多个同形式二项式相加构成,需分别提取各项目标系数再求和;二项式为形式,需注意负号对系数符号的影响.
【核心方法】分项提取法:将多项式拆分为单个二项式,分别确定每个二项式中的系数.二项式通项定位法:利用通项公式,锁定对应的项数,确定系数表达式.
求和整合:将各分项系数进行代数求和,得到最终结果.
【易错警示】①忽略中的三次方符号,误将系数写为;② 混淆二项式系数与展开式系数;③计算组合数时出现数值错误,导致最终求和结果偏差.
(2)的展开式中的系数为15,则( ).
A.7 B.6 C.5 D.4
【题型】二项式展开式系数与方程求解
【审题关键】已知 展开式中的系数为 15,求正整数n;核心是利用二项式系数公式建立方程求解.
【核心方法】通项定位法:利用二项式通项公式,锁定 对应的项,其系数为组合数;方程求解法:根据已知系数建立方程,代入组合数公式化简为一元二次方程,求解并筛选正整数解.
【易错警示】①混淆二项式系数与排列数,导致方程建立错误;②解一元二次方程时,忽略n为正整数的条件,保留无效根.
2.的展开式中的系数是_________.
【题型】二项式展开式特定项系数的综合计算(多项式乘积型)
【审题关键】需将多项式拆分为与 两部分,分别寻找能生成的项,再求和.
【核心方法】拆分乘积法:将原式拆为两个单项式与二项式的乘积,分别分析每一部分的目标项来源.通项匹配法:利用 的通项公式,锁定与前项结合后指数和为 3,3 的项,确定其系数;代数求和法:将两部分匹配出的目标项系数进行相加,得到最终结果.
【易错警示】
①忽略中负号的奇偶次幂影响,导致单项系数符号错误;②指数匹配错误,误选中指数不符合要求的项进行计算;③拆分后漏算其中一部分的贡献,仅计算单一拆分项的系数.
3.用二项式定理展开:
(1); (2).
【题型】二项式定理的直接应用(根式型与分式根式型二项式展开)
【审题关键】第 (1) 题为根式型,n=9,需注意根式的指数运算规则;第 (2) 题为分式根式型,n=7,含负号与分式,需注意符号和系数运算.
【核心方法】通项公式法:统一使用二项式通项公式;逐项展开法:从r=0到r=n,依次计算每一项的系数、字母指数,最后合并成完整展开式.
【易错警示】①忽略第 (2) 题中负号的影响,未按(−1)r确定各项符号;②组合数Cnr计算错误,或漏写某一项导致展开式不完整;③分式系数的幂次运算错误,如与2r的合并计算失误.
4.化简:
(1);(2).
【题型】二项式展开式的化简(对称型二项式求和)
【审题关键】两道小题都是两个结构相似的二项式相加,核心是利用展开后奇数次项相互抵消、偶数次项加倍的规律来化简.
【核心方法】对称抵消法:利用两个相似二项式相加的特点,让含奇数次幂的项相互抵消,只保留偶数次幂的项,并且把这些项的系数加倍;逐项筛选法:先写出二项式展开的各项,只挑出指数为偶数的项,把它们的系数乘以2,再合并得到最简结果.
【易错警示】① 搞错哪些项会抵消、哪些项会保留,导致保留了不该留的项或者漏掉了该留的项;② 抵消之后忘记把偶数次项的系数乘以2,使结果系数偏小;③ 对负指数幂的运算不熟悉,导致的幂次计算出错.
5.(1)求的展开式的前4项;
(2)求的展开式的第8项;
(3)求的展开式的中间一项;
(4)求的展开式的中间两项.
【题型】二项式展开式特定项的求解(前几项、指定项、中间项)
【审题关键】
本题核心是根据不同要求,从二项式展开式中精准定位并计算出对应的项.需明确:前几项从常数项开始计数;指定项的序号与通项中 r 的关系;中间项的数量由指数的奇偶性决定.
【核心方法】通项公式法:使用二项式通项公式,根据目标项的位置确定 r 的值,代入计算;项数定位法:前4项对应 r=0,1,2,3.第 8 项对应 r=7;指数为偶数时,中间项为第 项,对应.指数为奇数时,中间两项对应 和.
【易错警示】① 项数与 r 的对应关系混淆,导致定位错误;② 忽略二项式中负号的影响,导致项的符号计算错误;③ 对根式或分式的指数运算规则不熟悉,导致字母指数计算失误;④ 当指数为奇数时,漏算其中一个中间项.
6.求下列各式的二项展开式中指定各项的系数:
(1)的含的项;
(2)的常数项.
【题型】二项式展开式指定项系数求解(含负指数幂与常数项)
【审题关键】核心是利用二项式通项公式,建立关于指数的方程,解出对应项的参数 r,再计算系数.
第 (1) 题需找到使x的指数为 的项;第 (2) 题需找到使x的指数为0.
【核心方法】通项公式法:使用二项式通项写出通项表达式,令x的指数等于目标值,解出r,再代入计算系数;指数方程法:通过建立指数方程,精准定位到目标项,避免逐项展开.
【易错警示】①忽略二项式中负号和分式系数的影响,导致项的符号和系数计算错误;②指数运算错误,尤其是负指数幂的合并计算,导致指数方程列错;③混淆二项式系数与展开式系数,未将所有数字因子纳入系数计算.
♻【综合运用】
7.证明:
(1)的展开式中常数项是;
(2)的展开式的中间一项是.
【题型】二项式展开式特定项的证明(常数项与中间项)
【审题关键】核心是利用二项式通项公式,找到对应项的参数r,并对组合数进行化简,最终得到题目给出的形式.第 (1) 题需找到使 x 的指数为0的常数项;第 (2) 题需找到指数为偶数2n时的唯一中间项.
【核心方法】通项公式法:使用二项式通项 ,写出通项表达式,令x的指数为0(或确定中间项的 r 值),解出 r;组合数化简法:将组合数展开,通过分子分母同乘n!或 2nn! 等方式,将其化简为含有双阶乘 1×3×5×⋯×(2n−1) 的形式;阶乘变形法:利用 (2n)!=2nn!×(1×3×5×⋯×(2n−1)) 这一关键变形,完成证明.
【易错警示】①忽略二项式中负号的影响,导致项的符号计算错误;②组合数化简过程中,分子分母的变形不规范,导致无法得到目标形式;③对双阶乘的概念和阶乘的变形公式不熟悉,导致证明卡壳.
8.已知的展开式中第4项与第8项的二项式系数相等,求这两项的二项式系数.
【题型】二项式系数性质的应用(对称性)
【审题关键】核心是利用二项式系数的对称性,建立等式求出指数,再计算指定项的二项式系数.明确项数与通项参数的对应关系,是解题的前提.
【核心方法】对称性法:利用二项式系数的对称性质,若两项系数相等,则其对应的参数之和等于展开式的总指数;数值计算法:求出总指数后,代入组合数公式,计算出具体的二项式系数.
【易错警示】① 项数与通项参数的对应关系混淆,导致参数取值错误;② 组合数计算公式记忆错误,导致最终数值计算失误.
9.用二项式定理证明:
(1)能被整除;
(2)能被1000整除.
【题型】二项式定理在整除性证明中的应用
【审题关键】核心是将待证表达式通过二项式定理展开,抵消常数项后,证明剩余部分可被指定除数整除.第 (1) 题需将(n+1)n−1展开,证明其能被n2 整除;第 (2) 题需将9910−1 展开,证明其能被1000 整除.
【核心方法】二项式展开法:将底数写成1+k 的形式,利用二项式定理展开,抵消常数项后,观察剩余项的结构;结构分析法:展开后,分析各项的构成,证明所有剩余项都包含指定除数作为其组成部分,从而使整个表达式是该除数的倍数.数值变形法:将99变形为100−1,展开后分析各项,证明其和是1000 的倍数.
【易错警示】①展开时遗漏或错误计算了某些项,导致无法证明整除关系;②忽略了组合数 等系数中含有的除数部分,导致证明不完整;③对大数展开时,未能正确识别出能被 1000 整除的项.
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10.求证:.
【题型】二项式定理的赋值法应用(恒等式证明)
【审题关键】核心是识别等式左侧为二项式展开式的结构形式,通过赋值法代入特定数值,直接推导恒等式成立。
【核心方法】赋值法:将二项式定理展开式中的字母替换为具体数值,简化运算以证明恒等式。本题令展开式中两项分别为1 和 - 1,代入后直接得到目标等式。
【易错警示】①赋值时符号对应错误,未准确匹配等式左侧的正负交替规律;②混淆二项式展开式的项数与组合数的上标、下标关系。
11.下图反映了二项式定理产生 、 完备和推广所走过的漫长历程:
(1) 在上述发展过程中 ,无论是推广还是证明,都是从特殊到一般 .如今,数学研究的一个
发展趋势就是尽可能地一般化 .请你试一试,从 推广到
(2) 请你查阅相关资料 , 细化上述历程中的某段过程 , 例如从3次到,从二项到项
等 , 说一说数学家是如何发现问题和解决问题的 .
【题型】二项式定理的推广与数学思想方法
【审题关键】核心是从二项式出发,通过归纳与类比,将其推广到多元多项式,并提炼出从特殊到一般的数学思维模式.
【核心方法】先从 ,等特例中发现系数规律,再用数学归纳法证明 的一般形式;随后类比二项式的组合计数思想,将其推广到m项和的幂,形成多元多项式定理,完成从 “特殊到一般”“二项到多项” 的跨越.
【易错警示】混淆多元多项式系数与二项式系数,忽略指数和为 n 的约束;推广时未能抓住组合计数的本质,仅停留在形式模仿.
---------------------【高考真题·赏析】--------------------
1.(2019·全国Ⅲ卷)(1+2x2)(1+x)4的展开式中x3的系数为( )
A.12 B.16 C.-10 D.10
2.(2020·全国Ⅰ卷)(x+y)5的展开式中x3y3的系数为( )
A.5 B.10 C.15 D.20
3.(2025·天津高考)在的展开式中,项的系数为 .
4.(2025·上海高考)在二项式的展开式中,的系数为 .
5.(2022·新高考Ⅰ卷)(x+y)8的展开式中x2y6的系数为 (用数字作答).
6.(2020·全国Ⅲ卷)的展开式中常数项是 (用数字作答).
7.(2024·全国甲卷)的展开式中,各项系数中的最大值为 .
---------------------【素养强化·专练】--------------------
一、单选题
1.的展开式中,含项的系数是( )
A. B.462 C.792 D.
2.展开式的常数项是( )
A.24 B.12 C.6 D.4
3.若的二项展开式中的系数是,则实数a的值是( )
A. B. C.1 D.2
4.展开式中二项式系数最大的项是( )
A. B. C.和 D.和
5.已知的展开式中各项系数的和为243,则该展开式中的项的系数为( )
A.5 B.16 C.40 D.80
6.的展开式中各项系数之和为m,展开式的二项式系数之和为n,则( )
A.-31 B.0 C.15 D.31
7.的展开式中的系数为( )
A.40 B.80 C. D.
8.的展开式中的系数为,则该二项展开式中的常数项为( )
A.320 B. C.160 D.
二、多选题
9.在的展开式中,下列说法正确的是( )
A.常数项为160 B.第4项的二项式系数最大
C.第3项的系数最大 D.所有项的系数和为64
10.下列关于的二项展开式,说法正确的是( )
A.展开式共有10项 B.展开式的二项式系数之和为1024
C.展开式的常数项为8064 D.展开式的第6项的二项式系数最大
11.若,则( )
A.展开式中所有的二项式系数之和为 B.展开式中二项式系数最大的项为第1012项
C. D.
三、填空题
12.在的展开式中,常数项为__________.(用数字作答)
13.若展开式中的所有二项式系数和为512,则__________,该展开式中的系数为__________(结果用数字表示).
14的展开式中的系数为________(用数字作答).
四、解答题
15.项式的展开式中,第3项和第4项的二项式系数比为.
(1)求n的值及展开式中的常数项;
(2)求展开式中系数最大的项是第几项.
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