内容正文:
第04讲:二项式定理
【考点梳理】
【知识梳理】
知识点一 二项式定理
(a+b)n=Can+Can-1b+Can-2b2+…+Can-kbk+…+Cbn(n∈N*).
(1)这个公式叫做二项式定理.
(2)展开式:等号右边的多项式叫做(a+b)n的二项展开式,展开式中一共有n+1项.
(3)二项式系数:各项的系数C(k∈{0,1,2,…,n})叫做二项式系数.
知识点二 二项展开式的通项
(a+b)n展开式的第k+1项叫做二项展开式的通项,记作Tk+1=Can-kbk.
知识点三: 二项式系数的性质
对称性
在(a+b)n的展开式中,与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等,即C=C
增减性与最大值
增减性:当k<时,二项式系数是逐渐增大的;
当k>时,二项式系数是逐渐减小的.
最大值:当n为偶数时,中间一项的二项式系数最大;
当n为奇数时,中间两项的二项式系数,相等,且同时取得最大值
各二项
式系数
的和
(1)C+C+C+…+C=2n;
(2)C+C+C+…=C+C+C+…=2n-1
【题型归纳】
题型一:二项式定理的正用、逆用
【例1】.(24-25高二下·贵州贵阳·月考)化简,其结果等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据二项式定理,对所给式子进行变形,然后结合二项式定理的形式求出结果.
【详解】设.
根据组合数的性质,则.
由二项式定理可知,
即.
那么,
因为,所以.
即,则.
故选:A.
【举一反三】
1.(22-23高二下·北京通州·期中)二项式的展开式为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由二项式定理求解.
【详解】二项式,
.
故选:B
2.(21-22高二下·江苏南京·期中)化简的结果为( )
A.x4 B. C. D.
【答案】A
【分析】逆用二项展开式定理即可得答案.
【详解】
故选:A.
3.(23-24高二上·全国·课后作业)已知等式,则的值分别为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用二项式定理即可求解.
【详解】依题意,,
而且还有,
所以.
故选:D.
题型二:二项展开式的通项的应用
【例2】.(25-26高二下·全国·课堂例题)的展开式中的第4项为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用二项展开式的通项公式代值计算即得.
【详解】的展开式中的第4项为.
故选:A.
【举一反三】
1.(25-26高二上·黑龙江齐齐哈尔·月考)二项式的展开式中常数项为( )
A. B.540 C.15 D.
【答案】B
【分析】写出二项展开式的通项,由x的指数为0,求得r的值,可求展开式中常数项.
【详解】二项式的展开式的通项为,
由,得,
所以二项式的展开式中常数项为.
故选:B.
2.(25-26高三上·北京·月考)在的展开式中,求含的项为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先求出展开式的通项,再根据通项求解即可.
【详解】由题知二项式展开式的通项且,
当时,解得,
此时含的项为.
故选:C.
3.(2025·湖南长沙·三模)二项式的展开式中第5项的系数为( )
A.252 B.-252 C.210 D.-210
【答案】C
【分析】求出展开式的通项,从而可得第5项的系数.
【详解】二项式展开式的通项公式,
当时,第5项系数为210.
故选:C.
题型三:根据二项式展开式K项求值
【例3】.(24-25高二下·广西钦州·期末)已知的展开式中第5项为常数项.
(1)求的值;
(2)求展开式中所有的无理项.
【答案】(1);
(2)时,无理项为;时,无理项为;时,无理项为.
【分析】(1)根据二项式定理写出通项,展开式中的常数项,即的指数为零时,即可求解;
(2)根据二项式定理写出通项,展开式中所有的无理项,即的指数不为整数时,根据通项逐项求解即可.
【详解】(1)根据二项式定理,的展开式的通项为,
化简得,
因为展开式中第5项为常数项,即,的指数为零,
所以,解得;
(2)由(1)得,当时的展开式的通项为,
要求展开式中的无理项,即的指数不为整数时,
即不为整数,则取奇数时满足条件,
对应的无理项为:时,;
时,;
时,.
【举一反三】
1.(2025高二·全国·专题练习)已知在的展开式中,第项为常数项.
(1)求的值;
(2)求展开式中有理项的个数,并指明是展开式的第几项.
【答案】(1)
(2)共个,分别为第、、、、、项
【分析】(1)写出二项展开式通项,根据第项中的指数为零求出的值;
(2)令的指数为整数,求出参数值,即可得出结论.
【详解】(1)已知二项展开式的通项.
因为第项为常数项,所以当时,,解得.
(2)要使,只需为偶数,
由于,,故,共个,
因此有理项分别为第、、、、、项.
2(22-23高二下·天津·期中)在的二项展开式中,
(1)若,且第3项与第6项相等,求实数x的值;
(2)若第5项系数是第3项系数的10倍,求n的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)当时,求得展开式的通项,根据题意列出方程,即可求解;
(2)求得展开式的通项,根据题意,得到方程,结合组合数的计算公式,即可求解.
【详解】(1)解:当时,可得展开式的通项,
令,可得,令,可得,
因为第3项与第6项相等,可得,解得.
(2)解:由二项式展开式的通项,
可展开式中第5项的系数为,第3项的系数为,
因为第5项系数是第3项系数的10倍,可得,
即,即,
可得,解得或(舍去),
所以的值为.
3.(2025·安徽黄山·一模)若二项式展开式中的常数项为160,则______.
【答案】2
【分析】求出二项展开式的通项,令的指数等于零,再根据题意建立等量关系,即可求出.
【详解】由题二项式展开式的通项公式为:,
所以当时的项为常数项,解得.
故答案为:2.
题型四、求指定项的二项式系数
【例4】.(25-26高三上·四川德阳·月考)已知在的展开式中,第3项的二项式系数与第5项的二项式系数相等,则的系数为___________.
【答案】60
【分析】先根据题干条件算出,然后由二项式定理的展开式通项进行求解.
【详解】的展开式中第项与第项的二项式系数相等,
,,则的展开式中的通项为:
,令,解得,
故该展开式中的系数为
故答案为:60
【举一反三】
1.(25-26高二上·甘肃张掖·期末)在的展开式中,第9项、第10项、第11项的二项式系数成等差数列,则______.
【答案】14或23
【分析】表示各二项式系数,利用等差数列公式求解即可.
【详解】由题意得,.
在的展开式中,第9项、第10项、第11项的二项式系数分别为,,,可得,
即,
化简得,解得或.
故答案为:14或23.
2.(24-25高二下·河南开封·月考)已知的展开式中,第5项与第3项的二项式系数之比为15:2,展开式中系数最大项是______________.
【答案】
【分析】利用二项式展开式的通项公式,结合已知条件可先求出,再利用递推不等式组可求出系数最大项.
【详解】由题意,可得二项式展开式的通项为,
因为第5项与第3项的二项式系数之比为15:2,可得,即,
所以,则或(舍),
设展开式中第项的系数最大,则,可得,
解得,因为,所以,
所以系数最大的项为.
故答案为:
3.(25-26高三上·湖南衡阳·月考)已知的展开式中的第2项的系数与第2项二项式系数之和为198,则展开式中所有项的系数和为_________(用数字作答).
【答案】
【分析】利用二项式展开式的通项公式可得,可求得,再用赋值法,令即可得答案.
【详解】的展开式的通项公式为,
所以展开式中第2项的系数为,第2项的二项式系数为,
所以,解得.
令,二项式展开式中的所有项的系数之和为.
故答案为:.
题型五、二项式系数的增减性和最值问题
【例5】.(25-26高二上·上海·期末)已知 的展开式中只有第6项系数最大,则展开式中的常数项是_______ .
【答案】210
【分析】根据展开式中第6项系数最大确定的值,再通过通项公式求出常数项.
【详解】已知 的展开式中只有第6项系数最大,所以,解得.
通项公式为:
.
令,则,所以常数项为.
故答案为:210.
【举一反三】
1.(25-26高三上·江西·月考)已知的展开式中二项式系数最大项仅为第4项,则其常数项为______________.
【答案】
【分析】根据二项式系数的性质,得到n,再利用展开式的通项,得到常数项.
【详解】依题意有,
,
令得,
所以常数项为,
故答案为:.
2.(24-25高二下·四川成都·月考)在的展开式中,只有第五项的二项式系数最大,则展开式中的系数是__________.
【答案】
【详解】因为二项式只有第五项的二项式系数最大,
所以展开式共有9项,所以,
则二项式展开式的通项为,
令,则,
所以展开式中的系数为.
故答案为:.
3.(24-25高二下·天津西青·月考)在的二项展开式中,第3、4项的二项式系数最大,则含项的系数为__________.
【答案】
【分析】先求出,再利用二项式展开式的通项求出即可.
【详解】由题意可知,展开式共项,则,
则通项为,
令,得,则,
故含项的系数为.
故答案为:
题型六:二项式系数和
【例6】.(24-25高二下·贵州遵义·月考)在的展开式中,所有的二项式系数之和为16,则所有项的系数之和为______.
【答案】/
【分析】先根据二项式系数之和为16求出,再利用赋值法可求系数之和.
【详解】因为二项式系数之和为16,故,所以,
在中令,故所有项的系数之和为,
故答案为:.
【举一反三】
1.(25-26高三上·河北·月考)若的展开式中所有奇数项的二项式系数之和为256,且常数项为a,则__________.
【答案】681
【分析】根据二项式定理写出的展开式的通项,求得常数项,从而得到a的值;根据所有奇数项的二项式系数之和为256求得n的值,即可得到的值.
【详解】的展开式的通项是.
的展开式中所有项的二项式系数之和为,
所以所有奇数项的二项式系数之和为.
由题可知:,解得:.
当时,.所以常数项为:,即.
所以.
故答案为:681.
2.(2025高二·全国·专题练习)在的展开式中,偶数项的二项式系数之和为128,则二项式系数最大的项的系数为______.
【答案】1120
【分析】利用奇数项与偶数项的二项式系数关系求n,再根据二项式系数的性质求最值.
【详解】奇数项与偶数项的二项式系数之和相等,则的展开式中二项式系数之和为256,
即,解得,二项式系数最大的项为,
故二项式系数最大的项的系数为1120.
故答案为:1120
3.(24-25高二下·北京通州·期末)已知的展开式的二项式系数和为128,则n=______;含有项的系数为______.
【答案】 7 -7
【分析】根据二项式系数和的性质求出的值,再根据二项展开式的通项公式求出含项的系数.
【详解】因为的展开式的二项式系数和为128,所以,
解得.
的通项公式为
要求含有项的系数,令,解得.
所以含有项的系数为.
故答案为:①7;②-7.
题型七:项的系数(有理项)
【例7】.(24-25高二下·安徽亳州·期末)在二项式的展开式中,所有项的系数和为4096,则此二项式展开式中二项式系数之和是______.
【答案】16
【分析】令,利用各项系数和求出,再利用二项式系数的性质即可求解.
【详解】因为在二项式的展开式中,所有项的系数和为4096,
所以,令得,
即,解得,
所以展开式中二项式系数和为.
故答案为:16.
【举一反三】
1.(25-26高二上·江西南昌·期末)已知的展开式共有9项,则该展开式中含的项的系数为___________________.
【答案】252
【分析】根据的展开式共有9项,得到,再利用展开式的通项公式求解.
【详解】因为的展开式共有9项,
所以,则展开式的通项公式为,
令,得,
所以该展开式中含的项的系数为252,
故答案为:252
2.(25-26高二下·河南驻马店·开学考试)的展开式中所有有理项的系数之和为________.
【答案】
【分析】写出二项式的展开式通项,进而确定对应有理项,即可求.
【详解】由二项式知,其展开式通项为,
所以,当时对应项为有理项,故所有有理项的系数之和为.
3.(24-25高二下·福建福州·期中)已知的展开式的各项系数之和为,则展开式中有理项共有_____项.
【答案】6
【分析】先应用赋值法求出,再应用通项公式计算求解即可.
【详解】令,得,则或(舍去).
∴的展开式的通项为.
当时,为有理项,故有理项共有6项.
故答案为:6.
题型八:展开式项系数和
【例8】.(25-26高二下·全国·单元测试)已知,若.则实数________.
【答案】1或
【分析】由展开式的通项求得常数项,即,利用赋值法,令,得,求解可得实数的值.
【详解】的展开式的通项为,
令,得其常数项为,所以.
令,得,即,
所以,所以或.
故答案为:或.
【举一反三】
1.(24-25高二下·重庆·月考)若,则的值是______.
【答案】0
【分析】首先对已知赋值,令,求得,令,求得的值,然后求得,从而求得结果.
【详解】令,则,
令,则,
又含的项为,所以,
所以.
故答案为:0.
2.(25-26高二上·北京·期末)若,则___________;___________.
【答案】
【分析】利用赋值法求解系数以及系数和;
【详解】令,代入得,
令,代入得,
代入,代入可得.
故答案为:①;②
3.(25-26高二上·北京·期末)若,则__________;__________.(用数字作答)
【答案】
【分析】令,利用赋值法可得出的值;分析可知当为奇数时,;当为偶数时,.结合赋值法可得出的值.
【详解】令,则,
的展开式通项为,
则,
故当为奇数时,;当为偶数时,.
所以
.
故答案为:;.
题型九:系数最值问题
【例9】.(24-25高二下·浙江杭州·月考)在的展开式中,有且仅有项前的系数最大,则实数的取值范围是__________
【答案】.
【分析】讨论a的取值范围,结合题意,列出不等式组,求解即可得答案.
【详解】若展开式中有且仅有项的系数最大,不合题意,
当时,所以项的系数均为正数,则需满足,
即得;
当时,奇数项的系数均为正数,偶数项的系数均为负数,
则此时需满足,解得,
综合可得的取值范围是,
故答案为:.
【举一反三】
1.(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
【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.
2.(2025·江苏宿迁·模拟预测)已知二项式的展开式中,第三项的二项式系数是第二项二项式系数的2倍,项的系数是 项系数的4倍,则展开式中系数最大的项是_______.
【答案】
【分析】根据二项式系数及项的系数的关系求出,由展开式通项公式列出不等式组得解.
【详解】由题意,,即,解得,
因为,,
所以,解得或(舍去),
因为,
设第项系数最大,则,
即,解得,
因为为正整数,所以,
所以展开式中系数最大的项为.
故答案为:.
3.(23-24高二下·吉林通化·月考)已知的展开式的二项式系数和比的展开式的二项式系数和大992.求 的展开式系数最大项是第___________项.
【答案】4
【分析】利用二项式系数的性质求出,再求出展开式的通项公式,利用作商法推断系数的单调性求得答案.
【详解】依题意,,即,所以,解得;
展开式的通项公式,令,
当时,,由,解得,
则,即最大,
所以展开式系数最大项是第4项.
故答案为:4
题型十:奇次项和偶次项的系数之和
【例10】.(24-25高二下·江苏宿迁·期末)在的展开式中,x的奇次项的系数和为______.
【答案】511
【分析】利用赋值法,分别令,作差即可得解.
【详解】设,
令,则,
令,则,
两式相减可得,,
解得.
故答案为:511
【举一反三】
1.(22-23高二上·福建福州·期末)若,则________.
【答案】365
【分析】分别令,,然后两式相加可得.
【详解】令得①,
令得②,
①+②得,即.
故答案为:365
2.(23-24高二下·广东东莞·月考)已知,其中、、、…、是常数,则的值为__________.
【答案】64
【分析】由赋值法可知,,求值即可.
【详解】,
当时,,
当时,,
.
故答案为:64
3.(23-24高二下·福建莆田·月考)已知,则的值是______.
【答案】
【分析】利用赋值法,分别令和,将得到的两式相加,结合等比数列的求和,即可求得答案.
【详解】令,则,即
令,则,
即,
两式相加可得.
故答案为:
题型十一:三项展开式的系数问题
【例11】.(2025高二·全国·专题练习)的展开式中,的系数为______
【答案】
【分析】利用多项式乘以多项式的规则及分类计数原理可求解.
【详解】个因式,个因式中取,个因式中取,个因式中取,
即可得出含的项,
则的系数为,
故的系数为.
故答案为:.
【举一反三】
1.(25-26高三上·辽宁沈阳·期中)的展开式中,的系数为______.(用数值作答)
【答案】
【分析】根据多项式乘积的性质即可求解.
【详解】由于表示5个因式的乘积,
故其中有2个因式取,2个因式取,剩余的一个因式取,可得含的项,
故展开式中含的项为,其系数为.
故答案为:.
2.(25-26高三上·上海·月考)的展开式中常数项是________.(用数值作答)
【答案】924
【分析】把三项变成两项再应用二项式展开式计算求解.
【详解】的展开式中常数项是.
故答案为:.
3.(24-25高二下·河北沧州·期末)已知在展开式中含的项的系数为51,则正实数a的值为______.
【答案】1
【分析】利用三项式展开式原理,可得含的项为含的项的系数,即可求解参数.
【详解】由展开式中,
所以,
解得或(舍).
故答案为:
题型十二:两个二项式相乘系数问题
【例12】.(25-26高三下·辽宁·开学考试)在的展开式中,的系数为__________.(用数字作答)
【答案】
【分析】要计算的展开式中的系数,只需利用二项式定理分析两个二项式的展开式,组合得到的项即可得到的系数.
【详解】①取常数项得取项得,乘积系数为80;
②取项得取常数项得,乘积系数为.
将以上结果相加得.
故答案为:
【举一反三】
1.(25-26高二下·全国·课后作业)的展开式中的系数是________.
【答案】-3
【分析】法一:将与的展开式通项分别表示出来,再求解展开式中的系数即可
法二:与相乘,得到,再求解即可.
【详解】法一:(双通项法)的展开式的通项为,的展开式的通项为,
则的展开式的通项为,其中,.令,
得,于是的展开式中的系数等于.
法二:,
于是的展开式中的系数为.
故答案为:-3.
2.(25-26高三上·上海杨浦·期末)在的展开式中,项的系数是______.(用数字作答)
【答案】
【分析】先求二项式的展开式的通项,再由乘法法则求出的展开式中含的项即可得解.
【详解】由题意得的展开式的通项为,
而,
令,解得,不符合题意;令,解得,
所以含的项为,
所以展开式中含的项的系数为.
故答案为:.
3.(25-26高三上·黑龙江齐齐哈尔·期末)展开式中含项的系数为_____
【答案】20
【分析】应用两项乘积的二项式展开式计算求解系数即可.
【详解】展开式的通项公式为,
,
展开式的一般项为
由,得,符合题意;
展开式的一般项为
由,得(舍去),
所以含项的系数为.
故答案为:20.
题型十三:两个二项式相乘求参数问题
【例12】.(25-26高二上·辽宁朝阳·期末)已知的展开式中各项系数之和为64,则该展开式的常数项为_________
【答案】20
【分析】先由赋值法得到关于的方程求出,接着求出二项式展开式中含和的项即可求出展开式的常数项,进而得解.
【详解】令得,解得,
二项式的展开式的通项公式为,且,
所以当时,;当时,,
所以二项式展开式的常数项为.
故答案为:20
【举一反三】
1.(24-25高三上·湖南长沙·期末)已知的展开式中各项系数的和是2,则展开式中的系数为______.(用数字作答)
【答案】
【分析】代入,解出,再利用二项展开式的通项公式进行合理赋值即可.
【详解】令,得的展开式中各项系数的和为,
解得,
的展开式的通项为,
分别令,,可得展开式中的系数为.
故答案为:
2.(2024·河北沧州·模拟预测)已知的展开式中所有项的系数和为1024,则含项的系数为______.(用数字作答)
【答案】300
【分析】由赋值法求出,再根据通项公式计算即可.
【详解】在中,令,
得,解得,
所以含的项为,
故答案为:300.
3.(2024·广西南宁·一模)已知(为常数)的展开式中所有项的系数和为32,则展开式中的系数为______.(用数字作答).
【答案】15
【分析】代入,解出,再利用二项展开式的通项公式进行合理赋值即可.
【详解】令,则,即,
则对,有,
令,即,有,即有,
令,即,有,即有,
故展开式中的系数为15.
故答案为:15.
【高分达标】
一、单选题
1.(25-26高二下·辽宁沈阳·开学考试)的二项展开式中,第四项的系数是( )
A. B.560 C.84 D.
【答案】A
【分析】根据二项式展开式直接求解即可.
【详解】根据二项式展开式,可知第四项为,
所以第四项的系数是.
2.(25-26高二下·黑龙江·开学考试)已知的二项式系数之和为32,则展开式中的系数为( )
A. B. C.40 D.80
【答案】B
【分析】先求出,再利用二项展开式的通项公式即可求解.
【详解】由题知,,解得,
所以的展开式的通项为,
令,得,所以的系数为.
故选:B.
3.(25-26高二下·全国·单元测试)已知的展开式中的系数为25,则展开式中所有项的系数和为( )
A. B.97 C.96 D.
【答案】C
【分析】法一:根据的展开式,得,则的系数为,解得.代回,利用赋值法,令,可得展开式中所有项的系数和;法二:写出的展开式的通项,由乘法分配律可得的系数为,解得.代回,利用赋值法,令,可得展开式中所有项的系数和.
【详解】法一:因为,
所以的系数为,由题意得,解得.
设,令,得.
即展开式中所有项的系数和为.
故选:C.
法二:的展开式的通项为.
由乘法分配律知,的展开式中含的项为.
所以展开式中的系数为,
所以,解得.
设,
令,得.
故选:C.
4.(25-26高二下·全国·课堂例题)已知的展开式中第三项与第五项的系数之比为,其中,则展开式中系数为实数且最大的项为( )
A.第三项 B.第四项 C.第五项 D.第五项或第六项
【答案】C
【分析】先根据系数比列式计算得出,再应用系数为实数及系数最大得出即可求解.
【详解】.
由,得,
所以,
又,
据此可知当时系数为实数,
实数系数分别为, ,, , ,,
经比较可知最大值为210,此时,对应第五项.
故选:C.
5.(25-26高二上·北京昌平·期末)若,则的值为( )
A. B.32 C. D.255
【答案】D
【分析】使用赋值法求二项式展开后各项的系数和即可,令即可得,令即可得,进而可求的值.
【详解】令,即,
令,则,则.
故选:D.
6.(25-26高二上·甘肃武威·期末)已知为满足能被9整除的正整数的最小值,则的展开式中,系数最小的项为( )
A.第6项 B.第7项 C.第11项 D.第6项和第7项
【答案】A
【分析】根据二项式系数和的特征得到,写出的展开式,即可得到能被整除,从而求出的取值,即可确定的值,再根据二项式系数的特征及展开式的通项分析可得.
【详解】,
,
,
则
,
显然为正整数,
能被9整除,
又且能被9整除,能被9整除,
,则,
因为是满足条件的正整数的最小值,而满足条件的,
故取时,有最小值,所以,
所以,
的展开式中,二项式系数最大的项为第6项和第7项,
又的展开式的通项公式为
,
展开式系数为,要使系数最小,
则系数须为负值(即为奇数),且其绝对值最大.
当为奇数时,在时取得最大值,
故系数最小的项为第项.
故选:A.
7.(25-26高二上·陕西渭南·期末)已知,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】通过赋值和求解.
【详解】由题,当时,,
即①,
当时,,
即②
①②得,
所以,
故选:D.
二、多选题
8.(25-26高三上·河北衡水·期末)在的展开式中,下列结论正确的是( )
A.展开式的项数为6
B.二项式系数和为64
C.所有项的系数之和为2
D.展开式中第3项为
【答案】BD
【分析】由二项式展开的项数为,可判断A;求出二项式系数和为,可判断B;利用赋值法求出所有项的系数和,可判断C;求出第3项,可判断D.
【详解】对于A,因为,所以展开后共有7项,故A错误;
对于B,由题意可知二项式系数和为,故B正确;
对于C,令,则所有项的系数和,故C错误;
对于D,因为,故D正确.
故选:BD.
9.(25-26高二下·江西赣州)若,则下列选项正确的有( )
A. B.展开式中所有项的二项式系数的和为
C.奇数项的系数和为 D.
【答案】ABD
【分析】通过对二项式展开式中的赋予特殊值,结合二项式系数的性质,快速求出各项系数、系数和及特定系数和,从而判断各选项的正误.
【详解】对于A:因为,因此,故A正确;
对于B:展开式中所有项的二项式系数的和为,故B正确;
对于C:令,可得;
再令,可得,
将两式相加,即得展开式中所有奇数项系数的和为,故C错误;
对于D:令,则,
再令,可得,
所以,故D正确.
10.(25-26高二下·全国·课后作业)已知的展开式的第5项与第7项的二项式系数相等,且展开式的各项系数之和为1024,则下列说法正确的是( )
A.展开式的奇数项的二项式系数的和为256
B.展开式的第6项的系数与二项式系数相等且最大
C.展开式中存在常数项
D.展开式中含项的系数为45
【答案】BCD
【分析】由二项式的展开式中第5项与第7项的二项式系数相等可知,由展开式的各项系数之和为1024可得,则二项式为,易得该二项式展开式的二项式系数与系数相同,利用二项式系数的对称性判断A,B;根据通项判断C,D即可.
【详解】由的展开式的第5项与第7项的二项式系数相等可知.
又展开式的各项系数之和为1024,即当时,,所以,
所以,其展开式的各二项式系数的和为,
则奇数项的二项式系数的和为,故A错误;
由可知展开式共有11项,中间项的二项式系数最大,即第6项的二项式系数最大,
因为与的系数均为1,所以展开式的各项的二项式系数与系数相同,
即第6项的各项的二项式系数相等且最大,故B正确;
若展开式中存在常数项,则展开式中存在的指数为0的项,
由通项,
可得当,即时,符合要求,故C正确;
由通项可得,当时,,
所以展开式中含项的系数为,故D正确.
故选:BCD
11.(25-26高三上·湖南长沙·月考)若,则下列正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】AC
【分析】对于ABC,利用赋值法分别判断即可;对于D,对等式两边同时求导,再赋值即可求解判断.
【详解】对于A,令,则,故A正确;
对于BC,令,则,
令,则,
则,,故B错误,C正确;
对于D,由两边同时求导可得:
,
令,则,
所以,故D错误.
故选:AC
三、填空题
12.(24-25高二下·内蒙古包头·期中)的展开式中的系数为______
【答案】
【分析】原式可转化为,利用二项展开式通项公式分别求和的系数即可.
【详解】因为,
由二项展开式通项公式可得,
令解得,此时,
令解得,此时,
所以的展开式中的系数为,
故答案为:
13.(25-26高三上·北京朝阳·期末)已知,则___________;___________.
【答案】
【分析】对式子的两边进行赋值,令,即可求得的值;令,可得到的值,结合的值即可求解.
【详解】令,则,即;
令,则;
所以.
故答案为:;.
14.(25-26高二下·辽宁·开学考试)若.则___________.(用数字作答)
【答案】4960
【分析】先求出的展开式的通项公式,进而得到的代数式,再结合组合数运算性质即可计算得解.
【详解】因为的展开式的通项公式为,
所以由题可得.
15.(25-26高二上·江苏常州·期末)设被9除所得的余数为,则的展开式中的常数项为___________.
【答案】
【分析】由得出值,再根据的展开式通项列方程求解即可.
【详解】由于,
所以;
由于被9除所得的余数为8,
故即的展开式为,
当时,常数项为.
故答案为:.
四、解答题
16.(25-26高二下·全国·课堂例题)求的展开式中:
(1)各项二项式系数之和;
(2)奇数项二项式系数和;
(3)偶数项二项式系数和;
(4)各项系数和;
(5)各项系数绝对值和;
(6)奇数项系数和与偶数项系数和.
【答案】(1)4096
(2)2048
(3)2048
(4)4096
(5)16777216
(6)
【分析】(1)利用二项式系数的性质即可求解;
(2)利用二项式系数的性质即可求解;
(3)利用二项式系数的性质即可求解;
(4)令,得各项系数和;
(5)令,得各项系数的绝对值和;
(6)令,即可求解.
【详解】(1)各项二项式系数和为.
(2)奇数项二项式系数和为.
(3)偶数项二项式系数和为.
(4),令,得各项系数和为4096.
(5)令,得各项系数的绝对值和为.
(6)令奇数项系数和为,偶数项系数和为.
令得;令得.
,.
所以奇数项系数和为 8390656 ,偶数项系数和为 −8386560.
17.(25-26高二上·安徽亳州·期末)已知的展开式中所有项的系数之和为729.
(1)求;
(2)求展开式中各项系数的最大值;(结果用数字表示)
(3)求的展开式中的系数.(结果用数字表示)
【答案】(1)
(2)240
(3)140
【分析】(1)赋值得到关于的等式,进而求出结果.
(2)先根据二项式定理求出通项,然后列出不等式,求解即可.
(3)根据二项式定理求出所求项的系数.
【详解】(1)令,得,得.
(2)的展开式的通项.
设第项的系数最大,
则整理得
解得,则,
所以展开式中各项系数的最大值为.
(3)中没有项,的展开式中的系数为的展开式中的系数为,的展开式中的系数为,
所以的系数为.
18.(25-26高二上·福建漳州·期末)已知,其展开式中的第2,3,4项的二项式系数依次成等差数列.
(1)求展开式中二项式系数最大的项;
(2)求的值.
【答案】(1)和
(2)
【分析】(1)根据等差数列的概念和二项式系数的性质,求出参数值,进而求出展开式中二项式系数最大的项;
(2)根据二项式的展开式,通过赋值法,先求出,再求出结果即可.
【详解】(1)由题意可知第2,3,4项的二项式系数依次为,
所以,即,
化简得,因为,解得,
当时,展开式有8项,可知展开式中二项式系数最大的项为第4项和第5项,
可知二项式展开式的第项为,
当时,,
当时,,
即二项式系数最大的项为和.
(2)已知,
当时,得,即,
当时,,
即,
可得,
则.
19.(25-26高二上·内蒙古呼和浩特·期末)已知展开式中,只有第6项的二项式系数最大.
(1)求的值;
(2)求的值;
(3)求的值.
【答案】(1)10
(2)0
(3)
【分析】(1)由二项式系数的对称性,可知展开式的项数,即可得解;
(2)分别赋值即可求解;
(3)根据二项展开式的通项公式,得到二项展开式中项的系数的正负,化简得到,令,即可求解.
【详解】(1)因为的展开式中,只有第6项的二项式系数最大,
所以展开式共项,其中第6项是唯一中间项,
所以.
(2)由,
可令,得,
再令,可得,
所以.
(3)二项展开式的通项为,
当时,展开式的项的系数为负;
当时,展开式的项的系数为正,
所以
令,可得,
即.
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第04讲:二项式定理
【考点梳理】
【知识梳理】
知识点一 二项式定理
(a+b)n=Can+Can-1b+Can-2b2+…+Can-kbk+…+Cbn(n∈N*).
(1)这个公式叫做二项式定理.
(2)展开式:等号右边的多项式叫做(a+b)n的二项展开式,展开式中一共有n+1项.
(3)二项式系数:各项的系数C(k∈{0,1,2,…,n})叫做二项式系数.
知识点二 二项展开式的通项
(a+b)n展开式的第k+1项叫做二项展开式的通项,记作Tk+1=Can-kbk.
知识点三: 二项式系数的性质
对称性
在(a+b)n的展开式中,与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等,即C=C
增减性与最大值
增减性:当k<时,二项式系数是逐渐增大的;
当k>时,二项式系数是逐渐减小的.
最大值:当n为偶数时,中间一项的二项式系数最大;
当n为奇数时,中间两项的二项式系数,相等,且同时取得最大值
各二项
式系数
的和
(1)C+C+C+…+C=2n;
(2)C+C+C+…=C+C+C+…=2n-1
【题型归纳】
题型一:二项式定理的正用、逆用
【例1】.(24-25高二下·贵州贵阳·月考)化简,其结果等于( )
A. B. C. D.
【举一反三】
1.(22-23高二下·北京通州·期中)二项式的展开式为( )
A. B.
C. D.
2.(21-22高二下·江苏南京·期中)化简的结果为( )
A.x4 B. C. D.
3.(23-24高二上·全国·课后作业)已知等式,则的值分别为( )
A. B. C. D.
题型二:二项展开式的通项的应用
【例2】.(25-26高二下·全国·课堂例题)的展开式中的第4项为( )
A. B. C. D.
【举一反三】
1.(25-26高二上·黑龙江齐齐哈尔·月考)二项式的展开式中常数项为( )
A. B.540 C.15 D.
2.(25-26高三上·北京·月考)在的展开式中,求含的项为( )
A. B. C. D.
3.(2025·湖南长沙·三模)二项式的展开式中第5项的系数为( )
A.252 B.-252 C.210 D.-210
题型三:根据二项式展开式K项求值
【例3】.(24-25高二下·广西钦州·期末)已知的展开式中第5项为常数项.
(1)求的值;
(2)求展开式中所有的无理项.
【举一反三】
1.(2025高二·全国·专题练习)已知在的展开式中,第项为常数项.
(1)求的值;
(2)求展开式中有理项的个数,并指明是展开式的第几项.
2(22-23高二下·天津·期中)在的二项展开式中,
(1)若,且第3项与第6项相等,求实数x的值;
(2)若第5项系数是第3项系数的10倍,求n的值.
3.(2025·安徽黄山·一模)若二项式展开式中的常数项为160,则______.
题型四、求指定项的二项式系数
【例4】.(25-26高三上·四川德阳·月考)已知在的展开式中,第3项的二项式系数与第5项的二项式系数相等,则的系数为___________.
【举一反三】
1.(25-26高二上·甘肃张掖·期末)在的展开式中,第9项、第10项、第11项的二项式系数成等差数列,则______.
2.(24-25高二下·河南开封·月考)已知的展开式中,第5项与第3项的二项式系数之比为15:2,展开式中系数最大项是______________.
3.(25-26高三上·湖南衡阳·月考)已知的展开式中的第2项的系数与第2项二项式系数之和为198,则展开式中所有项的系数和为_________(用数字作答).
题型五、二项式系数的增减性和最值问题
【例5】.(25-26高二上·上海·期末)已知 的展开式中只有第6项系数最大,则展开式中的常数项是_______ .
【举一反三】
1.(25-26高三上·江西·月考)已知的展开式中二项式系数最大项仅为第4项,则其常数项为______________.
2.(24-25高二下·四川成都·月考)在的展开式中,只有第五项的二项式系数最大,则展开式中的系数是__________.
3.(24-25高二下·天津西青·月考)在的二项展开式中,第3、4项的二项式系数最大,则含项的系数为__________.
题型六:二项式系数和
【例6】.(24-25高二下·贵州遵义·月考)在的展开式中,所有的二项式系数之和为16,则所有项的系数之和为______.
【举一反三】
1.(25-26高三上·河北·月考)若的展开式中所有奇数项的二项式系数之和为256,且常数项为a,则__________.
2.(2025高二·全国·专题练习)在的展开式中,偶数项的二项式系数之和为128,则二项式系数最大的项的系数为______.
3.(24-25高二下·北京通州·期末)已知的展开式的二项式系数和为128,则n=______;含有项的系数为______.
题型七:项的系数(有理项)
【例7】.(24-25高二下·安徽亳州·期末)在二项式的展开式中,所有项的系数和为4096,则此二项式展开式中二项式系数之和是______.
【举一反三】
1.(25-26高二上·江西南昌·期末)已知的展开式共有9项,则该展开式中含的项的系数为__________________.
2.(25-26高二下·河南驻马店·开学考试)的展开式中所有有理项的系数之和为________.
3.(24-25高二下·福建福州·期中)已知的展开式的各项系数之和为,则展开式中有理项共有_____项.
题型八:展开式项系数和
【例8】.(25-26高二下·全国·单元测试)已知,若.则实数________.
【举一反三】
1.(24-25高二下·重庆·月考)若,则的值是______.
2.(25-26高二上·北京·期末)若,则___________;___________.
3.(25-26高二上·北京·期末)若,则__________;__________.(用数字作答)
题型九:系数最值问题
【例9】.(24-25高二下·浙江杭州·月考)在的展开式中,有且仅有项前的系数最大,则实数的取值范围是__________
【举一反三】
1.(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)
2.(2025·江苏宿迁·模拟预测)已知二项式的展开式中,第三项的二项式系数是第二项二项式系数的2倍,项的系数是 项系数的4倍,则展开式中系数最大的项是_______.
3.(23-24高二下·吉林通化·月考)已知的展开式的二项式系数和比的展开式的二项式系数和大992.求 的展开式系数最大项是第___________项.
题型十:奇次项和偶次项的系数之和
【例10】.(24-25高二下·江苏宿迁·期末)在的展开式中,x的奇次项的系数和为______.
【举一反三】
1.(22-23高二上·福建福州·期末)若,则________.
2.(23-24高二下·广东东莞·月考)已知,其中、、、…、是常数,则的值为__________.
3.(23-24高二下·福建莆田·月考)已知,则的值是______.
题型十一:三项展开式的系数问题
【例11】.(2025高二·全国·专题练习)的展开式中,的系数为______
【举一反三】
1.(25-26高三上·辽宁沈阳·期中)的展开式中,的系数为______.(用数值作答)
2.(25-26高三上·上海·月考)的展开式中常数项是________.(用数值作答)
3.(24-25高二下·河北沧州·期末)已知在展开式中含的项的系数为51,则正实数a的值为______.
题型十二:两个二项式相乘系数问题
【例12】.(25-26高三下·辽宁·开学考试)在的展开式中,的系数为__________.(用数字作答)
【举一反三】
1.(25-26高二下·全国·课后作业)的展开式中的系数是________.
2.(25-26高三上·上海杨浦·期末)在的展开式中,项的系数是______.(用数字作答)
3.(25-26高三上·黑龙江齐齐哈尔·期末)展开式中含项的系数为_____
题型十三:两个二项式相乘求参数问题
【例12】.(25-26高二上·辽宁朝阳·期末)已知的展开式中各项系数之和为64,则该展开式的常数项为_________
【举一反三】
1.(24-25高三上·湖南长沙·期末)已知的展开式中各项系数的和是2,则展开式中的系数为______.(用数字作答)
2.(2024·河北沧州·模拟预测)已知的展开式中所有项的系数和为1024,则含项的系数为______.(用数字作答)
3.(2024·广西南宁·一模)已知(为常数)的展开式中所有项的系数和为32,则展开式中的系数为______.(用数字作答).
【高分达标】
一、单选题
1.(25-26高二下·辽宁沈阳·开学考试)的二项展开式中,第四项的系数是( )
A. B.560 C.84 D.
2.(25-26高二下·黑龙江·开学考试)已知的二项式系数之和为32,则展开式中的系数为( )
A. B. C.40 D.80
3.(25-26高二下·全国·单元测试)已知的展开式中的系数为25,则展开式中所有项的系数和为( )
A. B.97 C.96 D.
4.(25-26高二下·全国·课堂例题)已知的展开式中第三项与第五项的系数之比为,其中,则展开式中系数为实数且最大的项为( )
A.第三项 B.第四项 C.第五项 D.第五项或第六项
5.(25-26高二上·北京昌平·期末)若,则的值为( )
A. B.32 C. D.255
6.(25-26高二上·甘肃武威·期末)已知为满足能被9整除的正整数的最小值,则的展开式中,系数最小的项为( )
A.第6项 B.第7项 C.第11项 D.第6项和第7项
7.(25-26高二上·陕西渭南·期末)已知,则 ( )
A. B. C. D.
二、多选题
8.(25-26高三上·河北衡水·期末)在的展开式中,下列结论正确的是( )
A.展开式的项数为6
B.二项式系数和为64
C.所有项的系数之和为2
D.展开式中第3项为
9.(25-26高二下·江西赣州)若,则下列选项正确的有( )
A. B.展开式中所有项的二项式系数的和为
C.奇数项的系数和为 D.
10.(25-26高二下·全国·课后作业)已知的展开式的第5项与第7项的二项式系数相等,且展开式的各项系数之和为1024,则下列说法正确的是( )
A.展开式的奇数项的二项式系数的和为256
B.展开式的第6项的系数与二项式系数相等且最大
C.展开式中存在常数项
D.展开式中含项的系数为45
11.(25-26高三上·湖南长沙·月考)若,则下列正确的是( )
A.
B.
C.
D.
三、填空题
12.(24-25高二下·内蒙古包头·期中)的展开式中的系数为______
13.(25-26高三上·北京朝阳·期末)已知,则___________;___________.
14.(25-26高二下·辽宁·开学考试)若.则___________.(用数字作答)
15.(25-26高二上·江苏常州·期末)设被9除所得的余数为,则的展开式中的常数项为___________.
四、解答题
16.(25-26高二下·全国·课堂例题)求的展开式中:
(1)各项二项式系数之和;
(2)奇数项二项式系数和;
(3)偶数项二项式系数和;
(4)各项系数和;
(5)各项系数绝对值和;
(6)奇数项系数和与偶数项系数和.
17.(25-26高二上·安徽亳州·期末)已知的展开式中所有项的系数之和为729.
(1)求;
(2)求展开式中各项系数的最大值;(结果用数字表示)
(3)求的展开式中的系数.(结果用数字表示)
18.(25-26高二上·福建漳州·期末)已知,其展开式中的第2,3,4项的二项式系数依次成等差数列.
(1)求展开式中二项式系数最大的项;
(2)求的值.
19.(25-26高二上·内蒙古呼和浩特·期末)已知展开式中,只有第6项的二项式系数最大.
(1)求的值;
(2)求的值;
(3)求的值.
(
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