内容正文:
重难专题4 轻松破解二项式定理的十大热点题型
题型一 二项式定理的正用、逆用
运用二项式定理的解题策略
(1)正用:求形式简单的二项展开式时可直接由二项式定理展开,展开时注意二项展开式的特点:前一个字母是降幂,后一个字母是升幂.形如(a-b)n的展开式中会出现正负间隔的情况.对较繁杂的式子,先化简再用二项式定理展开.
(2)逆用:逆用二项式定理可将多项式化简,对于这类问题的求解,要熟悉公式的特点、项数、各项幂指数的规律以及各项的系数.
提醒:逆用二项式定理时如果项的系数是正负相间的,则是(a-b)n的形式.
1.(2025高二·全国·专题练习)若(a,b为有理数),则( )
A.44 B.32 C.28 D.52
【答案】A
【解析】利用二项式定理展开,得
,
,,
即,
故选:
2.(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
【解析】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.
3.(24-25高二下·江苏宿迁·期中)化简: .
【答案】
【解析】
,
题型二 二项展开式中的特定项及系数
求二项展开式的特定项的常用方法
(1)对于常数项,隐含条件是字母的指数为0(即0次项).
(2)对于有理项,一般是先写出通项公式,求其所有的字母的指数恰好都是整数的项.解这类问题必须合并通项公式中同一字母的指数,根据具体要求,令其属于整数集,再根据数的整除性来求解.
(3)对于二项展开式中的整式项,其通项公式中同一字母的指数应是非负整数,求解方式与求有理项一致.
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
【解析】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.(2026·山西大同·一模)若的展开式中第3项与第6项的二项式系数相等,则( )
A.9 B.8 C.7 D.6
【答案】C
【解析】的展开式中第3项与第6项的二项式系数分别为,,
由题意得,所以.
3.(2026·湖北宜昌·二模)已知二项式的展开式中仅有第4项的二项式系数最大,则展开式中项的系数为( )
A. B. C.80 D.160
【答案】A
【解析】因为二项式的展开式中仅有第4项的二项式系数最大,
所以,所以的展开式的通项为,
令,得,故,
故展开式中的系数为.
4.(2026·湖北武汉·模拟预测)展开式的7项中,系数为有理数的项共有( )项
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【解析】的展开式为,
当时,二项式展开式的各项的系数分别为1,30,60,8均为有理数,
故系数为有理数的项共有共有4项.故选:D.
5.(2026·高二·浙江杭州·期中)若二项式展开式中含有常数项,则的最小值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】A
【解析】设的通项为,若有常数项,则只需,而,显然的最小值为3,此时.
故选:A
6.(25-26高三上·四川成都·期中)的展开式的中间项为 .
【答案】
【解析】由二项式定理可知,展开式共项,
所以的展开式的中间项为第项,
所以,由二项式定理展开的通项公式得:
所以的展开式的中间项为
题型三 求两个多项式积的特定项
求多项式积的特定项的方法:“双通法”
所谓的“双通法”是根据多项式与多项式的乘法法则得到的展开式中一般项为:,再依据题目中对指数的特殊要求,确定与所满足的条件,进而求出,的取值情况.
1.(24-25高三下·福建厦门·期末)的展开式中的系数为( )
A.-60 B.-80 C.100 D.120
【答案】A
【解析】若中选取,则在的展开式中选取含的项,即,二者相乘得;若中选取,则在的展开式中选取含的项,即,二者相乘得,故的展开式中的系数为20-80=-60,
故选: A.
2.(25-26高三上·云南曲靖·月考)的展开式中,的奇数次幂项的系数之和为32,则( )
A.3 B.4 C.5 D.7
【答案】A
【解析】设,
令得:;
令得:;
两式作差得:,即,解得:.
故选:A.
3.(25-26高三上·贵州贵阳·月考)在的展开式中,的系数为( )
A. B. C.3 D.8
【答案】B
【解析】因为含的项是由的6项中取5个x,取1个常数,所以的系数为.故选:B.
4.(2025·高三·江苏扬州·阶段练习)若的展开式中含的项满足,则这些项的系数和为( )
A.10 B.20 C.30 D.40
【答案】A
【解析】
,
因为,所以含的项为,,
所以含系数和为.
故选:A.
5.(2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测)在的展开式中,项的系数是________.(用数字作答)
【答案】
【解析】,
的展开式通项为,
当,即时,,
当,即时,,
所以项的系数是.
题型四 三项展开式问题
(1)分解因式法:通过因式分解将三项式转化为两个二项式,然后利用二项式定理分别展开.
(2)逐层展开法:将三项式分成两组,用二项式定理展开,再把其中含两项的一组展开;
(3)利用组合知识:把三项式看成几个因式的积,利用组合知识分拆项的构成,注意最后应把各个同类项相合并.面的涂色问题一般转化为区域涂色问题处理.
1.(25-26高三上·四川成都·月考)在的展开式中,的系数为( )
A.15 B.45 C.60 D.90
【答案】B
【解析】的展开式为
,
所以二项式展开式中含项为,
二项式展开式中含项的系数为45.
故选:B
2.(2025·吉林长春·二模)的展开式中,的系数为 .
【答案】
【解析】把变形为,可得:
要得到,则的展开式中的次数与的次数之和为,即,解得.
当时,.
再根据二项式定理展开,要得到,则,此时该项系数为.
因为中展开式中的系数为,所以展开式中的系数为.
故答案为:.
3.(2026·江苏淮安·模拟预测)的展开式中的系数是 .(用数字填写)
【答案】
【解析】的展开式中,要得到的系数,则可能为或.
故含的项为
,
故答案为:
4.(2026·山东聊城·一模)的展开式中的系数是____________.
【答案】
【解析】表示5个因式的乘积,
的项可以是:从5个因式中选1个提供,1个提供,3个提供1,
此时的系数为,
的项也可以是:从5个因式中选3个提供,0个提供,2个提供1,
此时的系数为,
所以展开式中的系数为.
5.(河南周口市天立高级中学等学校2025-2026学年高三下学期开学数学试题)多项式的展开式中,常数项为_____.
【答案】76
【解析】的通项为,.
的通项为,.
令,则,所以必须是3的倍数,故可能的取值为.
当时,,对应项的系数为1;
当时,,对应项的系数为;
当时,,对应项的系数为;
所以常数项为:.
题型五 求系数或二项式系数的最值
1.求二项式系数最大项:如果是偶数,则中间一项(第项)的二项式系数最大;②如果是奇数,则中间两项(第项)的二项式系数相等并最大
2.求展开式系数最大项:如求的展开式系数最大的项,一般是采用待定系数法,设展开式各项系数分别为,且第项系数最大,应用,从而解出来,即得.
1.(2026·湖北宜昌·二模)已知二项式的展开式中仅有第4项的二项式系数最大,则展开式中项的系数为( )
A. B. C.80 D.160
【答案】A
【解析】因为二项式的展开式中仅有第4项的二项式系数最大,
所以,所以的展开式的通项为,
令,得,故,
故展开式中的系数为.
2.(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
【解析】.
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.
3.(25-26高三上·浙江温州·期末)在二项式的展开式中,系数最大的项是______,系数最小的项的系数是______.
【答案】
【解析】的展开式的通项为:,
当时,系数最大,项为;当时,系数最小为.
4.(25-26高二上·浙江宁波·期末)在二项式的展开式中,所有项的系数之和为.
(1)求展开式中的常数项;
(2)求展开式中所有项的系数绝对值的和;
(3)求展开式中系数最大的项.
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)所有项的系数之和可以通过令 来得到:
,
根据题意:,
解得:.
二项式的展开式通项公式为
令指数 ,解得 ,
常数项系数为
所以展开式中的常数项为 .
(2)对于二项式 ,展开式的通项为:
系数为 ,其绝对值为 ,
所有项的系数绝对值的和为:
构造二项式 ,其展开式为:
代入 ,得:
,
因此,.
所以展开式中所有项的系数绝对值的和为 .
(3)对于二项式 ,展开式的通项为:
系数为 ,由于负系数小于正系数,系数最大的项必为正系数,
因此只需考虑偶数 ,记 ( 为偶数),
设展开式中系数最大的项的系数为( 为偶数),
则,即,
化简得:,
整理得:,
又因为 为偶数,
所以只有满足上式,
所以
最大值出现在 处。计算:
对应项为:
5.(25-26高二·全国·课后作业)在的展开式中,
(1)求系数的绝对值最大的项;
(2)求二项式系数最大的项;
(3)求系数最大的项;
(4)求系数最小的项.
【答案】(1)第6项和第7项;(2);(3);(4).
【解析】由二项式定理可得的展开式的通项为.
(1)设第项系数的绝对值最大.
则∴解得.
故系数绝对值最大的项是第6项和第7项.
(2)二项式系数最大的项为中间项,即为第5项,
所以.
(3)由(1)知,展开式中的第6项和第7项系数的绝对值最大,而第6项的系数为负数,第7项的系数为正数,则系数最大的项为.
(4)由(1)知,展开式中的第6项和第7项系数的绝对值最大,而第6项的系数为负数,第7项的系数为正数,系数最小的项为.
题型六 展开式系数和问题
二项展开式中系数和的求法
(1)对形如,的式子求其展开式的各项系数之和,常用赋值法,只需令即可,对的式子求其展开式的各项系数之和,只需令即可.
(2)一般地,若,则展开式中各项系数之和为,
奇数项系数之和为,
偶数项系数之和为.
1.(25-26高二上·内蒙古呼和浩特·期末)若,则( )
A.127 B.128 C.129 D.256
【答案】B
【解析】当时,,
当时,,
相减得,即.
2.(25-26高二下·全国·课后作业)若,则的值为( )
A.10 B.45 C. D.
【答案】B
【分析】根据写出二项展开式,得出第9项系数的表达式.
【解析】,
.
故选:B
3.(多选题)(25-26高二下·黑龙江绥化·期中)设,则( )
A. B.
C.中最大的是 D.
【答案】AB
【解析】设,则,所以, A选项正确;
令,得,B选项正确;
为负数,显然C选项错误;
令,得,
令,得,所以,D选项错误.故选:AB.
4.(多选)(24-25高二下·黑龙江鸡西·阶段练习), 下列说法正确的是( )
A.各项的二项式系数和为256 B.
C. D.
【答案】B
【解析】对A:各项的二项式系数和为:,故A错误;
令可得:.
令可得:①;所以,故B正确;
令可得:②
①②可得:,故D错误;
1
②可得:,故C错误;故选:B
5.(2026·陕西咸阳·二模)在的展开式中,含项的系数是,若,则等于______.
【答案】
【解析】的展开式前三项为,
的展开式前三项为,
所以的系数为,.
即,
令,得.
6.(2025高三·全国·专题练习)若二项式,则 .
【答案】
【解析】由题可得:,
因为,所以,
所以,
又因为,所以,
则
7.(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)
【解析】(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.
8.(25-26高二上·辽宁葫芦岛·月考)已知,且的展开式中各项的二项式系数之和为64.
(1)求;
(2)求的展开式中的系数;
(3)求.
【答案】(1);(2)-20;(3)
【解析】(1)因为展开式中各项的二项式系数之和为64,
所以,解得.
(2)的展开式的通项,
令,得,
所以展开式中的系数为.
(3)令,得,
令,得,
则.
题型七 近似计算
用二项式定理求近似值问题,模式比较固定,近似值问题先凑整,再展开.
1.(25-26高三下·浙江杭州·月考)实数的近似值(精确到0.001)是( )
A.31.680 B.31.681 C.31.682 D.31.683
【答案】B
【解析】
,
将精确到,故近似值为.
2.(24-25高二下·安徽·期中)的小数点后第三位数字为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为
,
因此,的小数点后第三位数字为.
故选:A.
3.(2025·高二·江苏苏州·期末)最接近下列哪个数字( )
A.1.20 B.1.21 C.1.22 D.1.23
【答案】C
【解析】由题意得,
由二项式定理得,
而从第3项以后,后面的项非常小,我们进行忽略即可,
所以我们得到,
则其与1.22更接近,故C正确.
故选:C
4.(24-25高二下·贵州黔东南·期中)除以80的余数为( )
A.3 B.6 C.9 D.18
【答案】C
【解析】,由于且能被80整除,
所以除以80的余数为9,故选:C
5.(多选)(24-25高二下·江苏淮安·期末)已知,则下列说法中正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则中含项的系数为48 D.若为偶数,则能被4整除
【答案】ABD
【解析】因为,所以,即,
对于A,若,则,解得,正确;
对于B,若,则,即,
由单调递减,及,可得,正确;
对于C,若,则,解得,
对于二项式,要生成这一项,相当于从5个含有的括号中,
若2个取出,1个取出,2个取出,则,
若1个取出,3个取出,1个取出,则,
若5个取出,则,所以的系数为,错误;
对于D,,为偶数,不妨记,
则
能被8整除,所以能被4整除,正确.故选:ABD
6.(2025高二·全国·专题练习)某公司的股票今天的指数为1,因财报公布公司的季盈利良好,因此在之后6个交易日内指数都比上一个交易日增加2%,则6个交易日后该公司的股票指数约为______.(四舍五入,精确到0.01)
【答案】1.13
【解析】根据题意,6个交易日后该公司的股票指数为:
.
题型八 求余数或整除问题
利用二项式定理可以解决求余数和整除的问题,通常需将底数化成两数的和与差的形式,且这种转化形式与除数有密切的关系.
用二项式定理求近似值问题,模式比较固定,近似值问题先凑整,再展开.
1.(2026·河南南阳·一模)今天是星期一,再过天是星期几( )
A.星期二 B.星期三 C.星期四 D.星期五
【答案】D
【解析】因为,
由能被整除,则上式前项都能被整除,只需看最后一项除以的余数,
由,
则除以的余数为,
所以今天是星期一,再过天,是星期五.
2.(2026·山东德州·模拟预测)除以7所得的余数为( )
A.1 B.2 C.4 D.6
【答案】D
【解析】,
因为,所以除以7所得的余数为,即,
故,
而,
故除以7所得的余数为,
故原式除以7所得的余数与除以7所得的余数相等均为.
3.(25-26高二上·河南驻马店·期末)除以9的余数为( )
A.1 B.2 C.7 D.8
【答案】C
【解析】因为 ,又因为 ,所以 ,
根据二项式定理,当,,时,则:
由于9是9的倍数,那么对于展开式中的每一项 (),
当 时, 是9的倍数,所以这些项都能被9整除,
当 时,该项为 ,
因为 展开式中除最后一项 外,其余各项都能被9整除,
所以 除以9的余数为 (因为余数要为正数),
则 除以9的余数就相当于 除以9的余数,,所以余数为7.
故选:C.
4.(2026·江苏镇江·模拟预测)若能被7整除,则的一个值可能为( )
A.2024 B.2025 C.2026 D.2027
【答案】A
【解析】
,
因为,
所以能被7整除,
,
所以能被7整除,
因此要想能被7整除,只需能被7整除.
A:,,显然符合能被7整除;
B:,,显然不符合能被7整除;
C:,,显然不符合能被7整除;
D:,,显然不符合能被7整除;
故选:A
5.(25-26高三上·内蒙古赤峰·期末)已知等比数列中,,若将除以7所得余数记为,则( )
A.1 B.2 C.4 D.5
【答案】B
【解析】由等比数列,所以,即,
所以,
由二项式定理可知的展开式中不含有7因子的只有最后一项,
所以除以7的余数为1,则除以7的余数为2,
即,故选:B.
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
【解析】,
,
,
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.
题型九 杨辉三角问题
1.(25-26高二上·黑龙江·期末)我国南宋数学家杨辉1261年所著的《解析九章算法》一书中,记载了如图所示的数表,即杨辉三角,这是数学史上的一个伟大成就.在“杨辉三角”中,已知第行的所有数字之和为,若去除所有为1的项,依次构成数列2,3,3,4,6,4,5,10,10,5,…,则此数列的前35项和为( )
A.996 B.995 C.1014 D.1024
【答案】B
【解析】杨辉三角第行有个数,且数字之和为,去除两端的1后,第行剩余个数.
第2行去掉1后无数字,第3行去掉1后剩余1个数字,第4行去掉1后剩余2个数字,, 第行去掉1后剩余个数字;
那么,
当时,,即前9行去掉1后有28个数.
所以此数列的前35项应包含第10行前7个数字.
杨辉三角前行和为,
前9行和为,而前9行中两端的1共有(第1行1个,后面8行各2个).
第10行数字为1,9,36,84,126,126,84,36,9,1,
去除首尾的1后为9,36,84,126,126,84,36,9,
前7个数字和为.
所以此数列的前35项和为.
故选:B.
2.(多选)(2026·湖北黄石·一模)如图所示为杨辉三角,是二项式系数在三角形中的一种几何排列,第行的第个数可以表示为时).在欧洲,这个表被认为是帕斯卡(1623-1662)首先发现的.我国南宋数学家杨辉1261年所著的《解析九章算法》一书中就已经出现了这个表,这是我国数学史上的一个伟大成就.同学们开展了数学探究,则下列命题正确的有( )
A.第2026行共有2026个数
B.从第4行起到第19行,每一行的第4个数字之和为
C.第48行的所有数字之和被7除的余数为1
D.去除所有为1的项,依次构成数列,则此数列前135项的和为
【答案】BCD
【分析】根据杨辉三角的性质即可求解A,根据组合数的性质化简即可求解B,利用二项式定理求解第48行的所有数字的和,进而根据二项式定理,根据整除的性质即可求解C,根据二项式的和,结合等比数列以及等差数列的性质,即可求解D.
【解析】对于A,第2026行共有2027个数,故A错误,
对于B,由题意可得,B正确,
对于C, 第48行的所有数字之和为
,由于能被7整除,
故第48行的所有数字之和被7除的余数为1,C正确,
对于D,第行的和为,
当时,第行中去除为1的项的和为, 第0行为1,
故前行中去除为1的项的和为,
故前17行中去除为1的项的和为,
去除所有为1的项后,则从第一行开始,则剩下的每一行的个数为0,1,2,3,4,……,
可以看成一个首项为0,公差为1的等差数列,前行共有个数,
当时,,
因此前17行中,去掉为1的项,共有136项,且第17行中,去掉为1的项后,最后一项为
则此数列前135项的和为.
3.(多选)(25-26高二下·江西赣州·开学考试)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
【解析】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.
4.(24-25高一上·安徽亳州·月考)杨辉是我国古代数学史上一位著述丰富的数学家,著有《解析九章算法》《日用算法》和《杨辉算法》.杨辉三角的发现要比欧洲早年左右,由此可见我国古代数学的成就是非常值得中华民族自豪的.杨辉三角本身包含了很多有趣的性质,利用这些性质,可以解决很多数学问题,如开方、数列等.
如我们最熟悉的完全平方公式,其中展开式的各项系数分别为,,.
补充一:
补充二:
(1)求图中第行的各数之和;
(2)在杨辉三角中是否存在某一行,使该行中三个相邻的数之比为,若存在,试求出这三个数,若不存在,请说明理由;
(3)杨辉三角是杨辉的一项重要研究成果,比如:从第行开始,除了以外,其他每个数是它肩上的两个数之和;请尝试证明:当、,,.
【解析】(1)由题意可得,,同理可得,,
,,,,,
所以,图中第行的各数之和为
.
(2)假设在杨辉三角数阵中,在第行存在三个相邻的数、、满足条件,
即,
整理可得,解得,
所以存在相邻的三个数,,,
(3)因为当且、时,,
故
,
即当、,,.
题型十 利用二项式定理证明等式或不等式
1.(2026高三·全国·专题练习)设,且,求证:
(1);
(2)求证:.
(证明过程中可以运用公式:对个正数,总有,式中等号成立的充要条件为)
【解析】(1)由于,则,
又,故.
(2)根据公式,对个正数,总有,式子等号成立的充要条件为,
故,而,
这样,
所以,又,
所以.
2.(25-26高二·安徽合肥·期中)早期的二项式定理给出了两数之和的正整数次幂的展开式,即,其中,.事实上牛顿还将二项式定理推广到了幂为一般实数的情形,即,其中,,,于是可以看作组合数向一般实数的推广.这种幂为一般实数的二项式定理,也叫广义二项式定理,它将二项式展开成了无穷级数,通常取前面有限的一部分项求和结果就很接近真实值. 广义二项式定理的一个重要应用就是计算一个数的指数函数值(开方就是特例),现在以求2的平方根为例来说明.
而2的平方根准确值为1.414…,可见用二项展开式前7项的值估算可以精确到小数点后第二位.此外,广义二项式定理还可以用于求一般实数次幂函数的导数和积分、证明不等式(如贝努利不等式).
(1)请仿照题意计算的近似值(精确到小数点后第二位);
(2)证明:,其中;
(3)已知,请用表示.
【解析】(1)由题意得
.
(2)证明:,
,
,
,
,
,即等式成立;
(3)由(2)得,
,,
,且,
累加可得,
综上可得.
3.(23-24高三下·全国·课后作业)求证:
【解析】考虑恒等式:,
有
.
左边展开式中的系数为:
,
而右边展开式中项的系数为零.
所以.
即得所证等式.
3.(2024·山东济南·三模)高斯二项式定理广泛应用于数学物理交叉领域.设 ,记 ,并规定.记,并规定.定义.
(1)若,求和;
(2)求 ;
(3)证明:
【解析】(1)若,
而
(2)当时,
,
当时,由
可得 ;
综上所述,.
(3)结合第二问结论知,
要证
只需证
,
令,易知,
则,
所以,
一方面,
另一方面,,
当且时, 由于,
比较两式中的系数可得:,
则
由 可知=,
当时,由
可知:,
此时命题也成立.
当时, 也成立.
综上所述,.
4.(25-26高二·江苏南京·期末)在的展开式中,把,,,,叫做三项式系数.
(1)当时,写出三项式系数,,的值;
(2)类比二项式系数性质,探究,,,的等量关系,并给出证明;
(3)求的值.
【解析】(1)因为,
所以.
(2)类比二项式系数性质,三项式系数有如下性质:
,
因为,
所以,
上式左边的系数为,而上式右边的系数为,
由为恒等式,
得
(3)
,
其中系数为,
又,
而二项式的通项,
因为2024不是3的倍数,所以的展开式中没项,
由代数式恒成立,得
.
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重难专题4 轻松破解二项式定理的十大热点题型
题型一 二项式定理的正用、逆用
运用二项式定理的解题策略
(1)正用:求形式简单的二项展开式时可直接由二项式定理展开,展开时注意二项展开式的特点:前一个字母是降幂,后一个字母是升幂.形如(a-b)n的展开式中会出现正负间隔的情况.对较繁杂的式子,先化简再用二项式定理展开.
(2)逆用:逆用二项式定理可将多项式化简,对于这类问题的求解,要熟悉公式的特点、项数、各项幂指数的规律以及各项的系数.
提醒:逆用二项式定理时如果项的系数是正负相间的,则是(a-b)n的形式.
1.(2025高二·全国·专题练习)若(a,b为有理数),则( )
A.44 B.32 C.28 D.52
2.(24-25高二下·贵州贵阳·月考)化简,其结果等于( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二下·江苏宿迁·期中)化简: .
题型二 二项展开式中的特定项及系数
求二项展开式的特定项的常用方法
(1)对于常数项,隐含条件是字母的指数为0(即0次项).
(2)对于有理项,一般是先写出通项公式,求其所有的字母的指数恰好都是整数的项.解这类问题必须合并通项公式中同一字母的指数,根据具体要求,令其属于整数集,再根据数的整除性来求解.
(3)对于二项展开式中的整式项,其通项公式中同一字母的指数应是非负整数,求解方式与求有理项一致.
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.(2026·山西大同·一模)若的展开式中第3项与第6项的二项式系数相等,则( )
A.9 B.8 C.7 D.6
3.(2026·湖北宜昌·二模)已知二项式的展开式中仅有第4项的二项式系数最大,则展开式中项的系数为( )
A. B. C.80 D.160
4.(2026·湖北武汉·模拟预测)展开式的7项中,系数为有理数的项共有( )项
A.1 B.2 C.3 D.4
5.(2026·高二·浙江杭州·期中)若二项式展开式中含有常数项,则的最小值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
6.(25-26高三上·四川成都·期中)的展开式的中间项为 .
题型三 求两个多项式积的特定项
求多项式积的特定项的方法:“双通法”
所谓的“双通法”是根据多项式与多项式的乘法法则得到的展开式中一般项为:,再依据题目中对指数的特殊要求,确定与所满足的条件,进而求出,的取值情况.
1.(24-25高三下·福建厦门·期末)的展开式中的系数为( )
A.-60 B.-80 C.100 D.120
2.(25-26高三上·云南曲靖·月考)的展开式中,的奇数次幂项的系数之和为32,则( )
A.3 B.4 C.5 D.7
3.(25-26高三上·贵州贵阳·月考)在的展开式中,的系数为( )
A. B. C.3 D.8
4.(2025·高三·江苏扬州·阶段练习)若的展开式中含的项满足,则这些项的系数和为( )
A.10 B.20 C.30 D.40
5.(2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测)在的展开式中,项的系数是________.(用数字作答)
题型四 三项展开式问题
(1)分解因式法:通过因式分解将三项式转化为两个二项式,然后利用二项式定理分别展开.
(2)逐层展开法:将三项式分成两组,用二项式定理展开,再把其中含两项的一组展开;
(3)利用组合知识:把三项式看成几个因式的积,利用组合知识分拆项的构成,注意最后应把各个同类项相合并.面的涂色问题一般转化为区域涂色问题处理.
1.(25-26高三上·四川成都·月考)在的展开式中,的系数为( )
A.15 B.45 C.60 D.90
3.(2026·江苏淮安·模拟预测)的展开式中的系数是 .(用数字填写)
4.(2026·山东聊城·一模)的展开式中的系数是____________.
5.(河南周口市天立高级中学等学校2025-2026学年高三下学期开学数学试题)多项式的展开式中,常数项为_____.
题型五 求系数或二项式系数的最值
1.求二项式系数最大项:如果是偶数,则中间一项(第项)的二项式系数最大;②如果是奇数,则中间两项(第项)的二项式系数相等并最大
2.求展开式系数最大项:如求的展开式系数最大的项,一般是采用待定系数法,设展开式各项系数分别为,且第项系数最大,应用,从而解出来,即得.
1.(2026·湖北宜昌·二模)已知二项式的展开式中仅有第4项的二项式系数最大,则展开式中项的系数为( )
A. B. C.80 D.160
2.(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
3.(25-26高三上·浙江温州·期末)在二项式的展开式中,系数最大的项是______,系数最小的项的系数是______.
4.(25-26高二上·浙江宁波·期末)在二项式的展开式中,所有项的系数之和为.
(1)求展开式中的常数项;
(2)求展开式中所有项的系数绝对值的和;
(3)求展开式中系数最大的项.
5.(25-26高二·全国·课后作业)在的展开式中,
(1)求系数的绝对值最大的项;
(2)求二项式系数最大的项;
(3)求系数最大的项;
(4)求系数最小的项.
题型六 展开式系数和问题
二项展开式中系数和的求法
(1)对形如,的式子求其展开式的各项系数之和,常用赋值法,只需令即可,对的式子求其展开式的各项系数之和,只需令即可.
(2)一般地,若,则展开式中各项系数之和为,
奇数项系数之和为,
偶数项系数之和为.
1.(25-26高二上·内蒙古呼和浩特·期末)若,则( )
A.127 B.128 C.129 D.256
2.(25-26高二下·全国·课后作业)若,则的值为( )
A.10 B.45 C. D.
3.(多选题)(25-26高二下·黑龙江绥化·期中)设,则( )
A. B.
C.中最大的是 D.
4.(多选)(24-25高二下·黑龙江鸡西·阶段练习), 下列说法正确的是( )
A.各项的二项式系数和为256 B.
C. D.
5.(2026·陕西咸阳·二模)在的展开式中,含项的系数是,若,则等于______.
6.(2025高三·全国·专题练习)若二项式,则 .
7.(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.
8.(25-26高二上·辽宁葫芦岛·月考)已知,且的展开式中各项的二项式系数之和为64.
(1)求;
(2)求的展开式中的系数;
(3)求.
题型七 近似计算
用二项式定理求近似值问题,模式比较固定,近似值问题先凑整,再展开.
1.(25-26高三下·浙江杭州·月考)实数的近似值(精确到0.001)是( )
A.31.680 B.31.681 C.31.682 D.31.683
2.(24-25高二下·安徽·期中)的小数点后第三位数字为( )
A. B. C. D.
3.(2025·高二·江苏苏州·期末)最接近下列哪个数字( )
A.1.20 B.1.21 C.1.22 D.1.23
4.(24-25高二下·贵州黔东南·期中)除以80的余数为( )
A.3 B.6 C.9 D.18
5.(多选)(24-25高二下·江苏淮安·期末)已知,则下列说法中正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则中含项的系数为48 D.若为偶数,则能被4整除
6.(2025高二·全国·专题练习)某公司的股票今天的指数为1,因财报公布公司的季盈利良好,因此在之后6个交易日内指数都比上一个交易日增加2%,则6个交易日后该公司的股票指数约为______.(四舍五入,精确到0.01)
题型八 求余数或整除问题
利用二项式定理可以解决求余数和整除的问题,通常需将底数化成两数的和与差的形式,且这种转化形式与除数有密切的关系.
用二项式定理求近似值问题,模式比较固定,近似值问题先凑整,再展开.
1.(2026·河南南阳·一模)今天是星期一,再过天是星期几( )
A.星期二 B.星期三 C.星期四 D.星期五
2.(2026·山东德州·模拟预测)除以7所得的余数为( )
A.1 B.2 C.4 D.6
3.(25-26高二上·河南驻马店·期末)除以9的余数为( )
A.1 B.2 C.7 D.8
4.(2026·江苏镇江·模拟预测)若能被7整除,则的一个值可能为( )
A.2024 B.2025 C.2026 D.2027
5.(25-26高三上·内蒙古赤峰·期末)已知等比数列中,,若将除以7所得余数记为,则( )
A.1 B.2 C.4 D.5
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
题型九 杨辉三角问题
1.(25-26高二上·黑龙江·期末)我国南宋数学家杨辉1261年所著的《解析九章算法》一书中,记载了如图所示的数表,即杨辉三角,这是数学史上的一个伟大成就.在“杨辉三角”中,已知第行的所有数字之和为,若去除所有为1的项,依次构成数列2,3,3,4,6,4,5,10,10,5,…,则此数列的前35项和为( )
A.996 B.995 C.1014 D.1024
2.(多选)(2026·湖北黄石·一模)如图所示为杨辉三角,是二项式系数在三角形中的一种几何排列,第行的第个数可以表示为时).在欧洲,这个表被认为是帕斯卡(1623-1662)首先发现的.我国南宋数学家杨辉1261年所著的《解析九章算法》一书中就已经出现了这个表,这是我国数学史上的一个伟大成就.同学们开展了数学探究,则下列命题正确的有( )
A.第2026行共有2026个数
B.从第4行起到第19行,每一行的第4个数字之和为
C.第48行的所有数字之和被7除的余数为1
D.去除所有为1的项,依次构成数列,则此数列前135项的和为
3.(多选)(25-26高二下·江西赣州·开学考试)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.
4.(24-25高一上·安徽亳州·月考)杨辉是我国古代数学史上一位著述丰富的数学家,著有《解析九章算法》《日用算法》和《杨辉算法》.杨辉三角的发现要比欧洲早年左右,由此可见我国古代数学的成就是非常值得中华民族自豪的.杨辉三角本身包含了很多有趣的性质,利用这些性质,可以解决很多数学问题,如开方、数列等.
如我们最熟悉的完全平方公式,其中展开式的各项系数分别为,,.
补充一:
补充二:
(1)求图中第行的各数之和;
(2)在杨辉三角中是否存在某一行,使该行中三个相邻的数之比为,若存在,试求出这三个数,若不存在,请说明理由;
(3)杨辉三角是杨辉的一项重要研究成果,比如:从第行开始,除了以外,其他每个数是它肩上的两个数之和;请尝试证明:当、,,.
题型十 利用二项式定理证明等式或不等式
1.(2026高三·全国·专题练习)设,且,求证:
(1);
(2)求证:.
(证明过程中可以运用公式:对个正数,总有,式中等号成立的充要条件为)
2.(25-26高二·安徽合肥·期中)早期的二项式定理给出了两数之和的正整数次幂的展开式,即,其中,.事实上牛顿还将二项式定理推广到了幂为一般实数的情形,即,其中,,,于是可以看作组合数向一般实数的推广.这种幂为一般实数的二项式定理,也叫广义二项式定理,它将二项式展开成了无穷级数,通常取前面有限的一部分项求和结果就很接近真实值. 广义二项式定理的一个重要应用就是计算一个数的指数函数值(开方就是特例),现在以求2的平方根为例来说明.
而2的平方根准确值为1.414…,可见用二项展开式前7项的值估算可以精确到小数点后第二位.此外,广义二项式定理还可以用于求一般实数次幂函数的导数和积分、证明不等式(如贝努利不等式).
(1)请仿照题意计算的近似值(精确到小数点后第二位);
(2)证明:,其中;
(3)已知,请用表示.
3.(2024·山东济南·三模)高斯二项式定理广泛应用于数学物理交叉领域.设 ,记 ,并规定.记,并规定.定义.
(1)若,求和;
(2)求 ;
(3)证明:
4.(25-26高二·江苏南京·期末)在的展开式中,把,,,,叫做三项式系数.
(1)当时,写出三项式系数,,的值;
(2)类比二项式系数性质,探究,,,的等量关系,并给出证明;
(3)求的值.
【解析】(1)因为,
所以.
(2)类比二项式系数性质,三项式系数有如下性质:
,
因为,
所以,
上式左边的系数为,而上式右边的系数为,
由为恒等式,
得
(3)
,
其中系数为,
又,
而二项式的通项,
因为2024不是3的倍数,所以的展开式中没项,
由代数式恒成立,得
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