内容正文:
微专题: 二项式定理
考情分析:近三年全国卷中,二项式定理以选填题考查,分值5分,难度中等偏易,属中低档题型。二项式定理侧重展开式通项公式,常考特定项系数、常数项,偶结合赋值法考系数和问题。
核心考查二项式定理基础公式,要求学生准确区分二项式系数与项的系数,同时侧重检验逻辑分类、分步推理能力和代数运算的准确性,注重基础方法的直接应用。
必备知识:
1.二项式定理:字母a,b是一种“符号”,实际上可以是数和式
(1)二项式定理:(a+b)n= an+an-1b1+…+an-kbk+…+bn ,n∈N*.
(2)通项: Tk+1=an-kbk ,它表示展开式的第k+1项.
(3)二项式系数:二项展开式中各项的系数(k=0,1,2,…,n)叫做二项式系数.
[教材知识深化]
1.二项展开式的项数为n+1.
2.各项的次数都等于二项式的幂指数n,即a与b的指数的和为n.
3.字母a按降幂排列,从第一项开始,次数由n逐项减1直到为0;字母b按升幂排列,从第一项起,次数由0逐项加1直到为n.
4.二项式系数是指,…,,它只与各项的项数有关,而与a,b的值无关;而项的系数是指该项中除变量外的常数部分,它不仅与各项的项数有关,而且也与a,b的值有关.如(a+bx)n的二项展开式中,第k+1项的二项式系数是,而该项的系数是an-kbk.当然,在某些二项展开式中,各项的系数与二项式系数是相等的.
2.二项式系数的性质
考向1 二项展开式的特定项
求二项展开式中的项的3种方法
求二项展开式的特定项问题,实质是考查通项一般需要建立方程求r,再将r的值代回通项求解,注意r的取值范围(r=0,1,2,…,n).
(1)第m项:此时r+1=m,直接代入通项;
(2)常数项:即这项中不含“变元”,令通项中“变元”的幂指数为0建立方程;
(3)有理项:令通项中“变元”的幂指数为整数建立方程.
1.(25-26高三上·江苏南京·月考)展开式中的第三项为 .
2.(25-26高三上·上海宝山·月考)展开式的常数项为 .
3.(2024·广东肇庆·模拟预测)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
4.已知的展开式中第3项与第5项的二项式系数之比为,则展开式中的有理项的项数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
5.(2025·四川自贡·模拟预测)在的展开式中存在常数项,则的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
考向2三项式问题
求三项展开式中某些特定项的系数的方法
(1)通过变形先把三项式转化为二项式,再用二项式定理求解.
(2)两次利用二项式定理的通项公式求解.
(3)由二项式定理的推证方法知,可用排列、组合的基本原理去求,即把三项式看作几个因式之积,要得到特定项看有多少种方法从这几个因式中取因式中的量.
1.(2024·安徽马鞍山·模拟预测)的展开式中的常数项是( )
A.352 B. C.1120 D.
2.(2025·黑龙江双鸭山·二模)的展开式中项的系数是______.
3.(2025·江西景德镇·二模)已知在展开式中含的项的系数为51,则正实数a的值为______.
4.(2025·广东中山·一模)若,则_____________
考向3 (a+b)n(c+d)m的展开式问题
求解形如(a+b)n(c+d)m的展开式问题的思路
(1)若n,m中一个比较小,可考虑把它展开得到多个,如(a+b)2(c+d)m=(a2+2ab+b2)(c+d)m,然后展开分别求解.
(2)观察(a+b)(c+d)是否可以合并,如(1+x)5(1-x)7=[(1+x)(1-x)]5(1-x)2=(1-x2)5(1-x)2.
(3)分别得到(a+b)n,(c+d)m的通项公式,综合考虑.
1.(2025·山东枣庄·模拟预测)的展开式中的系数为__________.
2.(2024·湖南益阳·一模)的展开式中常数项是______.
3.(2025·河南漯河·二模)的展开式中的系数是________.
4.(2025·山东青岛·三模)已知的展开式中,的系数记为,则_________.
5.(2025·山西太原·模拟预测)若的展开式中的系数为121,则_____.
考向4二项式系数及二项式系数和
二项式系数和:(a+b)n的展开式中二项式系数的和为C+C+…+C=2n.
1.若的二项展开式共有8项,则该二项展开式( )
A. B.各项的二项式系数和为128
C.二项式系数最大的项只有1项 D.第5项系数等于
2.(25-26高三上·江苏南京·月考)若二项式的展开式中二项式系数和为 64 ,那么该展开式中的常数项为( )
A. B. C.15 D.20
3.(25-26高三上·北京昌平·期中)已知的二项式系数和为64,则二项式系数最大值为
4.(25-26高三上·天津·月考)在的展开式中,只有第5项的二项式系数最大,则展开式中的系数为 .
考向5赋值法求系数和问题
赋值法在求各项系数和中的应用
(1)对形如(ax+b)n,(ax2+bx+c)m(a,b,c∈R,m,n∈N*)的式子求其展开式的各项系数之和,只需令x=1即可;
(2)对(ax+by)n(a,b∈R,n∈N*)的式子求其展开式各项系数之和,只需令x=y=1即可;
(3)一般地,若f(x)=a0+a1x+a2x2+…+anxn,则f(x)展开式中各项系数之和为f(1),奇数项系数之和为a0+a2+a4+…=,偶数项系数之和为a1+a3+a5+…=.
1.(25-26高三上·江苏泰州·月考)已知的二项展开式中各项系数的和为 .
2.(2024·贵州贵阳·二模)若,则( )
A. B. C. D.
3.(2025·陕西榆林·三模)(多选)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.(2025·贵州铜仁·一模)(多选)若,则下列结论中正确的是( )
A. B.
C. D.
5.(2025·福建漳州·模拟预测)(多选)已知,则( )
A. B.
C. D.
6.(25-26高三上·重庆·开学考试)(多选题)已知 则( )
A.
B.
C.
D.
考向6杨辉三角形及应用
1.(2025·浙江温州·模拟预测)“杨辉三角”是二项式系数在三角形中的一种几何排列,在中国南宋数学家杨辉1261年所著的《详解九章算法》一书中就有出现.如图,在“杨辉三角”中,除每行两边的数都是1外,其余每个数都是其“肩上”的两个数之和,如第4行的6为第3行中两个3的和.则下列命题正确的是( ).
A.在“杨辉三角”第9行中,从左到右第7个数是86
B.第9行所有数字之和为256
C.记第20,21行数字的最大值分别为a,b,则
D.在“杨辉三角”中,从第2行起到第12行,每一行的第3列的数字之和为286
2.(2024·河北承德·一模)(多选)我国南宋数学家杨辉1261年所著的《详解九章算法》一书里出现了杨辉三角,杨辉三角是中国数学史上一项重要研究成果.从不同的角度观察杨辉三角,能得到很多优美的规律,如图是一个7阶的杨辉三角,则下列说法正确的是( )
A.
B.第10行所有数字之和为
C.第2026行的第1013个数最大
D.第15行中从左到右第4个数与倒数第4个数之比为1:3
3.(2025·山东聊城·模拟预测)“杨辉三角”具有很多有趣的性质,如图所示,将最上面一行记为第0行,则从第1行起,每一行两端都是数字1,而其余位置上的每个数都等于它“肩上”两个数的和;每一行第一个数构成常数列;从第一行起,每一行第二个数构成自然数列.现从第二行起,将每一行第三个数构成的数列记为,如图,实线上的数即为的前4项.记,则_____.
4.(2024·云南曲靖·二模)“杨辉三角”是中国数学史上的一个伟大成就,激发起一批又一批数学爱好者的探究欲望.题图为“杨辉三角”的一部分(如图),记第n行的第i个数为,则______.
考向7 整除问题
整除问题:一般把指数的底数拆成与除数有关的数的和,再利用二项式定理展开研究.
规律方法:利用二项式定理解决整除问题的思路:①观察除式与被除式间的关系;②将被除式拆成二项式;③结合二项式定理得出结论.
1.(2025·甘肃白银·三模)98除的余数是( )
A.1 B.9 C.3 D.6
2.除以128的余数为( )
A.51 B.43 C.41 D.33
3.(25-26高三上·四川成都·月考)已知,,若,,则( )
A.1 B.13 C.12 D.2
4.若,且,若能被9整除,则的值为( )
A.1 B.3 C.6 D.8
5.被9除的余数是 .
6.(2025·湖北武汉·三模)被8除的余数为 .
考向8 近似计算问题
1.最接近下列哪个数字( )
A.1.20 B.1.21 C.1.22 D.1.23
2.实数精确到的近似值为 .
3. (精确到0.01)
考向9 二项式系数与系数的最值问题
1.求二项式系数的最大值,则依据(a+b)n中n的奇偶及二次项系数的性质求解
2.二项展开式系数最大项的求法
如求(a+bx)n(a,b∈R)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A1,A2,…,An+1,且第k项系数最大,应用 从而解出k来,即得.
1.(2025·湖南衡阳·三模)的展开式中二项式系数最大的项为___________.
2.(2025·陕西西安·模拟预测)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_______ .
3.(2025·山西长治·模拟预测)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
4.(2025·广东云浮·模拟预测)的二项展开式中系数最大的项是__________.
5.(2025·四川广安·一模)的展开式中的系数的和大于8而小于32,则系数最大的项是________.
6.已知的展开式中唯有第5项的系数最大,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.(24-25高三下·重庆渝中·月考)在 的展开式中系数最大的项为 .
课后作业
基础题组练
1.(25-26高三上·广东·开学考试)(多选题)在二项式的展开式中,下列说法正确的是( )
A.常数项为 B.各项的系数和为
C.二项式系数最大的项为第项 D.有理项的系数和为
2.(2025·广东·模拟预测)的展开式中,的系数为( )
A.60 B.30 C.45 D.15
3.(2025·安徽黄山·一模)若二项式展开式中的常数项为160,则 .
4.(2025·黑龙江齐齐哈尔·模拟预测)的常数项为 .
5.(2024·贵州贵阳二模)已知x5=a0+a1(x+1)++a3(x+1)3+a4(x+1)4+a5(x+1)5,则a2=( )
A.15 B.10 C.-10 D.-15
6.(2024·湖南长沙二模)(1+x)i的展开式中x3的系数为( )
A.180 B.210 C.240 D.250
7.(2024·安徽皖江名校二模)已知x-n的展开式中二项式系数和为256,则展开式中系数最大的项为( )
A.第5项 B.第6项 C.第7项 D.第8项
8.(2024·浙江嘉兴模拟)x+2x-5展开式中的常数项是120,则实数a= .
9.(2024·河南三模)若n(n∈N*)的展开式中存在常数项,则n的值可以是 .(写出一个值即可)
10.(25-26高三上·江苏南通·月考)(多选题)已知二项展开式,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
综合提升练
11.(2024·江西上饶模拟)《孙子算经》对同余除法有较深的研究.设a,b,m(m>0)为整数,若a和b同时除以m所得的余数相同,则称a和b对模m同余,记为a≡b(mod m).若a=+…+,a≡b(mod 10),则b的值可以是( )
A.2 021 B.2 022
C.2 023 D.2 024
12.(多选题)(2024·浙江如东模拟)若(x2+x-2)10=a0+a1x+a2x2+a3x3+…+a20x20,则( )
A.a0=1 024 B.a1=1 C.a19=10 D.a1+a3+a5+…+a19=-512
13.(多选题)(2024·福建泉州一模)已知x+n(n∈N*)的展开式中共有8项,则该展开式结论正确的是( )
A.所有项的二项式系数和为128 B.所有项的系数和为8 C.系数最大项为第2项 D.有理项共有4项
14.(2025·上海同济大学一附中高三检测)已知(1+2 024x)50+(2 024-x)50=a0+a1x+a2x2+…+a50x50,若ak<0,k∈{0,1,2,…,50},则实数k的最大值为 .
15.(2024·河北“五个一”名校联盟模拟)已知x+n+2的展开式中各项系数和为8,则展开式中常数项为 .
16.(2024·江西景德镇三模)若关于x,y的多项式的展开式中各项系数之和为64,则n= ;其中含xy的项的系数的最大值为 .
17.(2025·湖北·模拟预测)(多选题)下列说法正确的是( )
A. B.若,则
C.被8整除的余数为1 D.精确到的近似数为
18.(25-26高三上·山西长治·月考)(多选题)已知函数,则( )
A. B.
C.的个位数是9 D.
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微专题: 二项式定理
考情分析:近三年全国卷中,二项式定理以选填题考查,分值5分,难度中等偏易,属中低档题型。二项式定理侧重展开式通项公式,常考特定项系数、常数项,偶结合赋值法考系数和问题。
核心考查二项式定理基础公式,要求学生准确区分二项式系数与项的系数,同时侧重检验逻辑分类、分步推理能力和代数运算的准确性,注重基础方法的直接应用。
必备知识:
1.二项式定理:字母a,b是一种“符号”,实际上可以是数和式
(1)二项式定理:(a+b)n= an+an-1b1+…+an-kbk+…+bn ,n∈N*.
(2)通项: Tk+1=an-kbk ,它表示展开式的第k+1项.
(3)二项式系数:二项展开式中各项的系数(k=0,1,2,…,n)叫做二项式系数.
[教材知识深化]
1.二项展开式的项数为n+1.
2.各项的次数都等于二项式的幂指数n,即a与b的指数的和为n.
3.字母a按降幂排列,从第一项开始,次数由n逐项减1直到为0;字母b按升幂排列,从第一项起,次数由0逐项加1直到为n.
4.二项式系数是指,…,,它只与各项的项数有关,而与a,b的值无关;而项的系数是指该项中除变量外的常数部分,它不仅与各项的项数有关,而且也与a,b的值有关.如(a+bx)n的二项展开式中,第k+1项的二项式系数是,而该项的系数是an-kbk.当然,在某些二项展开式中,各项的系数与二项式系数是相等的.
2.二项式系数的性质
考向1 二项展开式的特定项
求二项展开式中的项的3种方法
求二项展开式的特定项问题,实质是考查通项一般需要建立方程求r,再将r的值代回通项求解,注意r的取值范围(r=0,1,2,…,n).
(1)第m项:此时r+1=m,直接代入通项;
(2)常数项:即这项中不含“变元”,令通项中“变元”的幂指数为0建立方程;
(3)有理项:令通项中“变元”的幂指数为整数建立方程.
1.(25-26高三上·江苏南京·月考)展开式中的第三项为 .
【答案】
【分析】根据二项式的通项公式:对于,其展开式的第项为,代入已知条件求解.
【详解】根据二项式的通项公式得:
故答案为:.
2.(25-26高三上·上海宝山·月考)展开式的常数项为 .
【答案】
【分析】利用二项展开式的通项即可求解.
【详解】的二项展开式的通项为,
令,则,
所以展开式的常数项为.
故答案为:.
3.(2024·广东肇庆·模拟预测)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
【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.
4.已知的展开式中第3项与第5项的二项式系数之比为,则展开式中的有理项的项数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【分析】根据第项的二项式系数为,求出,再根据二项展开式的通项,即可求出其有理项.
【详解】由题知,又,
所以,展开式通项为,令,
则,所以展开式中有4项的有理项.
故选:C
5.(2025·四川自贡·模拟预测)在的展开式中存在常数项,则的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【详解】由二项式的展开式的通项,
令,得,因为,所以的最小值为.
故选:B.
考向2三项式问题
求三项展开式中某些特定项的系数的方法
(1)通过变形先把三项式转化为二项式,再用二项式定理求解.
(2)两次利用二项式定理的通项公式求解.
(3)由二项式定理的推证方法知,可用排列、组合的基本原理去求,即把三项式看作几个因式之积,要得到特定项看有多少种方法从这几个因式中取因式中的量.
1.(2024·安徽马鞍山·模拟预测)的展开式中的常数项是( )
A.352 B. C.1120 D.
【答案】C
【详解】法一:原式,
所以其常数项为.
法二:原式.
,
由,得,
所以常数项为.
故选:C.
2.(2025·黑龙江双鸭山·二模)的展开式中项的系数是______.
【答案】60
【详解】将看作个因式相乘,
则得到需从个因式中先选择个因式取,有种不同的取法;
再从剩余个因式中选择个因式取,有种不同的取法,
最后从剩下的因式中取,有种不同的取法,
根据分步乘法计数原理,可得的系数为,
故答案为:.
3.(2025·江西景德镇·二模)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
【详解】由展开式中,
所以,
解得或(舍).
故答案为:
4.(2025·广东中山·一模)若,则_____________
【答案】392
【详解】依题意,令,得,
展开式的项是5个多项式中,取1个用,再从余下4个中取1个用,另3个都用2,
或者是5个多项式中,取3个用,另2个都用2,
因此,
所以.
故答案为:392
考向3 (a+b)n(c+d)m的展开式问题
求解形如(a+b)n(c+d)m的展开式问题的思路
(1)若n,m中一个比较小,可考虑把它展开得到多个,如(a+b)2(c+d)m=(a2+2ab+b2)(c+d)m,然后展开分别求解.
(2)观察(a+b)(c+d)是否可以合并,如(1+x)5(1-x)7=[(1+x)(1-x)]5(1-x)2=(1-x2)5(1-x)2.
(3)分别得到(a+b)n,(c+d)m的通项公式,综合考虑.
1.(2025·山东枣庄·模拟预测)的展开式中的系数为__________.
【答案】
【详解】的展开式中的项为,
所以的展开式中的系数为.
故答案为:.
2.(2024·湖南益阳·一模)的展开式中常数项是______.
【答案】61
【详解】对于,展开式通项为,,
令,可得,此时,
令,可得,此时,
所以原式的展开式中常数项为.
故答案为:
3.(2025·河南漯河·二模)的展开式中的系数是________.
【答案】-3
【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.
4.(2025·山东青岛·三模)已知的展开式中,的系数记为,则_________.
【答案】
【详解】由题可得:
故答案为:
5.(2025·山西太原·模拟预测)若的展开式中的系数为121,则_____.
【答案】3
【详解】由,
而的展开式的通项为,,
因为的展开式中的系数为121,
所以,解得.
考向4二项式系数及二项式系数和
二项式系数和:(a+b)n的展开式中二项式系数的和为C+C+…+C=2n.
1.若的二项展开式共有8项,则该二项展开式( )
A. B.各项的二项式系数和为128
C.二项式系数最大的项只有1项 D.第5项系数等于
【答案】B
【分析】根据二项展开式的通项公式和相关性质逐一判断各选项即可.
【详解】由题意,解得,故A错误;
二项展开式的各项的二项式系数和为,故B正确;
的二项展开式共有8项,其二项式系数最大的项有两项,分别为第四项和第五项,故C错误;
对于D,二项展开式的第5项为,其系数为35,故D错误.
故选:B.
2.(25-26高三上·江苏南京·月考)若二项式的展开式中二项式系数和为 64 ,那么该展开式中的常数项为( )
A. B. C.15 D.20
【答案】A
【分析】由二项式系数和求得,再由二项式展开式的通项得,令,解出,代入即可求解.
【详解】由题意得, ,所以展开式的通项为
令 ,所以展开式中的常数项为.
故选:A.
3.(25-26高三上·北京昌平·期中)已知的二项式系数和为64,则二项式系数最大值为
【答案】20
【分析】根据二项式系数和为可得,再结合二项式系数的性质即可求解.
【详解】因为的二项式系数和为64,则,解得,
所以二项式系数最大值为.
故答案为:20.
4.(25-26高三上·天津·月考)在的展开式中,只有第5项的二项式系数最大,则展开式中的系数为 .
【答案】7
【分析】根据只有第5项的二项式系数最大,可得,写出展开式的通项公式,令,求得k值,代入即可求出答案.
【详解】因为只有第5项的二项式系数最大,
所以展开式共有9项,即,
所以展开式的通项公式为,
令,解得,
所以展开式中的系数为.
故答案为:7
考向5赋值法求系数和问题
赋值法在求各项系数和中的应用
(1)对形如(ax+b)n,(ax2+bx+c)m(a,b,c∈R,m,n∈N*)的式子求其展开式的各项系数之和,只需令x=1即可;
(2)对(ax+by)n(a,b∈R,n∈N*)的式子求其展开式各项系数之和,只需令x=y=1即可;
(3)一般地,若f(x)=a0+a1x+a2x2+…+anxn,则f(x)展开式中各项系数之和为f(1),奇数项系数之和为a0+a2+a4+…=,偶数项系数之和为a1+a3+a5+…=.
1.(25-26高三上·江苏泰州·月考)已知的二项展开式中各项系数的和为 .
【答案】256
【分析】利用赋值法计算即可.
【详解】对于,令,
则的二项展开式中各项系数的和为.
故答案为:256
2.(2024·贵州贵阳·二模)若,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由,
令,得 ①,再令,得 ②.
得,,所以.
故选:D.
3.(2025·陕西榆林·三模)(多选)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
【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.
4.(2025·贵州铜仁·一模)(多选)若,则下列结论中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【详解】对于A,取,得,A错;
对于B,展开式中项的系数为,B对;
对于C,令,
可得二项式,
展开式中各项系数均为正,
即,
又
,C错;
对于D,取,得,
取,得,
联立解得,
因此,D对.
故选:BD
5.(2025·福建漳州·模拟预测)(多选)已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【详解】A:二项式展开式中最高次项的指数为,
所以展开式中最高次项的指数为,
所以,因此本选项说法正确;
B:展开式中最高次项的指数为,系数为,
所以,
含项的系数为,
中,含项的系数,
所以,因此本选项说法正确;
C:在中,
令,得,
令,得,
两式相减,得,
所以本选项说法不正确;
D:由上可知,所以本选项说法正确.
故选:ABD
6.(25-26高三上·重庆·开学考试)(多选题)已知 则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】BC
【分析】利用二项展开式的通项公式求,判断A的真假;利用赋值法,令可判断B的真假;利用赋值法,分别令和,求出和可判断C的真假;设,求导,再令可判断D的真假.
【详解】对A:因为,故A错误;
对B:令,得,故 B正确;
对C:令得①,
令得②.
① ②得:;①②得.
所以,故C正确;
对D:设,
则.
再令得,故D错误.
故选:BC
考向6杨辉三角形及应用
1.(2025·浙江温州·模拟预测)“杨辉三角”是二项式系数在三角形中的一种几何排列,在中国南宋数学家杨辉1261年所著的《详解九章算法》一书中就有出现.如图,在“杨辉三角”中,除每行两边的数都是1外,其余每个数都是其“肩上”的两个数之和,如第4行的6为第3行中两个3的和.则下列命题正确的是( ).
A.在“杨辉三角”第9行中,从左到右第7个数是86
B.第9行所有数字之和为256
C.记第20,21行数字的最大值分别为a,b,则
D.在“杨辉三角”中,从第2行起到第12行,每一行的第3列的数字之和为286
【答案】D
【详解】在“杨辉三角”第9行中,从左到右第7个数是,A错误;
由二项式系数的性质知,第n行各数的和为,所以第8行所有数字之和为,则第9行数字之和必大于256,B错误;
第20行数字的最大值为,第21行数字的最大值为,所以,C错误;
在“杨辉三角”中,当时,从第2行起,每一行的第3列的数字之和为,D正确.
故选:D
2.(2024·河北承德·一模)(多选)我国南宋数学家杨辉1261年所著的《详解九章算法》一书里出现了杨辉三角,杨辉三角是中国数学史上一项重要研究成果.从不同的角度观察杨辉三角,能得到很多优美的规律,如图是一个7阶的杨辉三角,则下列说法正确的是( )
A.
B.第10行所有数字之和为
C.第2026行的第1013个数最大
D.第15行中从左到右第4个数与倒数第4个数之比为1:3
【答案】AB
【详解】对于,故A正确;
对于B,由杨辉三角的每行系数和性质可知,
第0行所有数字之和为,第1行所有数字之和为,
第2行所有数字之和为,第3行所有数字之和为,
第4行所有数字之和为,以此类推,第10行所有数字之和为,故B正确;
对于C,由杨辉三角图可知,第行有个数字,
如果是奇数,则第和第个数字最大,且这两个数字一样大;
如果是偶数,则第个数字最大,故第2026行的第个数最大,故C错误;
对于D,由题意,第15行,第4个数为,
倒数第4个数为,即,故D错误.
故选:AB.
3.(2025·山东聊城·模拟预测)“杨辉三角”具有很多有趣的性质,如图所示,将最上面一行记为第0行,则从第1行起,每一行两端都是数字1,而其余位置上的每个数都等于它“肩上”两个数的和;每一行第一个数构成常数列;从第一行起,每一行第二个数构成自然数列.现从第二行起,将每一行第三个数构成的数列记为,如图,实线上的数即为的前4项.记,则_____.
【答案】/
【详解】在杨辉三角中,第行的第个数(从第行开始计数)为,
,
所以,
所以,
故答案为:.
4.(2024·云南曲靖·二模)“杨辉三角”是中国数学史上的一个伟大成就,激发起一批又一批数学爱好者的探究欲望.题图为“杨辉三角”的一部分(如图),记第n行的第i个数为,则______.
【答案】
【详解】由题意,根据二项展开式的性质,可得,
则. 故答案为:.
考向7 整除问题
整除问题:一般把指数的底数拆成与除数有关的数的和,再利用二项式定理展开研究.
规律方法:利用二项式定理解决整除问题的思路:①观察除式与被除式间的关系;②将被除式拆成二项式;③结合二项式定理得出结论.
1.(2025·甘肃白银·三模)98除的余数是( )
A.1 B.9 C.3 D.6
【答案】A
【分析】将转化为,写出其二项展开式,即可求解.
【详解】,故98除的余数是1.
故选:A
2.除以128的余数为( )
A.51 B.43 C.41 D.33
【答案】C
【分析】变形为,再利用二项展开式即可得到答案.
【详解】因为,
且显然能被128整除,
所以所求余数即为681除以128的余数.
因为,所以除以128的余数为41.
故选:C.
3.(25-26高三上·四川成都·月考)已知,,若,,则( )
A.1 B.13 C.12 D.2
【答案】B
【分析】由题可得,变形即可求解.
【详解】由题可得,
所以得
,
由于
,所以;
故选:B
4.若,且,若能被9整除,则的值为( )
A.1 B.3 C.6 D.8
【答案】A
【分析】变形,写出通项,根据通项可知,除不能被9整除,其他项均能被9整除,进而只需满足能被9整除,即可根据的取值范围得出答案.
【详解】因为,
所以该二项展开式的通项为,
当时,能被9整除,
但时,不能被9整除,
要使能被9整除,则能被9整除,
因为,所以,
,即.
故选:A.
5.被9除的余数是 .
【答案】7
【分析】本题可先根据二项式定理将原式变形,然后分析变形后的式子被9除的余数.
【详解】根据二项式定理,
对进行变形,
可得,即.
因为,所以.
根据二项式定理展开:
,
则.
除了最后一项,其余各项都含有因数9,都能被9整除,
所以除以9的余数就是.
即被9除的余数是.
故答案为:7.
6.(2025·湖北武汉·三模)被8除的余数为 .
【答案】2
【分析】根据二项式展开式性质计算求解余数.
【详解】,
因为能被8整除,
所以除以8的余数即是被8除的余数,
所以被8除的余数是2.
故答案为:2.
考向8 近似计算问题
1.最接近下列哪个数字( )
A.1.20 B.1.21 C.1.22 D.1.23
【答案】C
【分析】利用二项式定理进行估值即可.
【详解】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
2.实数精确到的近似值为 .
【答案】
【分析】先将变形为,再利用二项式定理展开化简即可得解.
【详解】因为
,
将精确到,故近似值为.
故答案为:.
3. (精确到0.01)
【答案】30.84
【分析】先利用二项式定理将原式化为,再变形为,利用二项式定理展开,并近似计算.
【详解】原式
故答案为:30.84.
考向9 二项式系数与系数的最值问题
1.求二项式系数的最大值,则依据(a+b)n中n的奇偶及二次项系数的性质求解
2.二项展开式系数最大项的求法
如求(a+bx)n(a,b∈R)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A1,A2,…,An+1,且第k项系数最大,应用 从而解出k来,即得.
1.(2025·湖南衡阳·三模)的展开式中二项式系数最大的项为___________.
【答案】
【详解】由二项式性质得的展开式中二项式系数最大的项为第5项,
由二项式定理得的展开式通项为,,
令,解得,则第5项为.
故答案为:
2.(2025·陕西西安·模拟预测)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
【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.
3.(2025·山西长治·模拟预测)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
【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.
4.(2025·广东云浮·模拟预测)的二项展开式中系数最大的项是__________.
【答案】或
【详解】二项式展开式的通项为(且),
设展开式第项的系数最大,
则,即,解得,
又,或,展开式中系数最大的项为或.
故答案为:或.
5.(2025·四川广安·一模)的展开式中的系数的和大于8而小于32,则系数最大的项是________.
【答案】
【详解】因为,
令,得各项系数的和,
.又.
因为展开式各项的系数与二项式系数是相等的,
由二项式系数的性质得系数最大的项为.
故答案为:
6.已知的展开式中唯有第5项的系数最大,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用二项式定理展开公式,结合系数最大列出不等式即可求解.
【详解】的展开式的通项为,
由题可知,解得.
故选:A
7.(24-25高三下·重庆渝中·月考)在 的展开式中系数最大的项为 .
【答案】
【分析】根据二项式展开式的通项公式求结果.
【详解】的展开式的通项公式为,
所以系数为,其中,
当为奇数时,为负数,系数不是最大,
,
所以系数最大的项为
故答案为:
课后作业
基础题组练
1.(25-26高三上·广东·开学考试)(多选题)在二项式的展开式中,下列说法正确的是( )
A.常数项为 B.各项的系数和为
C.二项式系数最大的项为第项 D.有理项的系数和为
【答案】AC
【分析】根据二项式展开式的通项、对赋值进行计算即可求解.
【详解】二项式的通项为:,
当即时,该项为常数项,即,故选项A正确;
当时,各项系数和为,故选项B错误;
因为是偶数,所以二项式系数最大的项是,
即第项为二项式系数最大的项,故选项C正确;
有理项要求的指数为整数,即为整数,
令,则,即,故需为偶数,
因此,分别计算对应项的系数:
,
,
,
,
有理项系数和为,因此选项D错误.
故选:AC.
2.(2025·广东·模拟预测)的展开式中,的系数为( )
A.60 B.30 C.45 D.15
【答案】A
【分析】借助二项式的展开式的通项公式计算即可得.
【详解】的展开式中,有,
则的系数为,的系数为,
所以的展开式中,的系数为.
故选:A.
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.
4.(2025·黑龙江齐齐哈尔·模拟预测)的常数项为 .
【答案】31
【分析】本题如果使用公式,计算将非常繁琐,选择使用组合数的方法,进行解答即可.
【详解】选取常数项;应将含有的项全部消掉(约分掉),观察项中的的指数比,为,
为了将指数化为0,如果选了一个,则应该选择2个,
所以所有选择的可能性有以下两种:①分别选择0个、0个、5个;②分别选择1个、2个、2个,
应用组合数可得:.
故答案为:.
5.(2024·贵州贵阳二模)已知x5=a0+a1(x+1)++a3(x+1)3+a4(x+1)4+a5(x+1)5,则a2=( )
A.15 B.10 C.-10 D.-15
答案:C
解析 因为x5=[-1+(x+1)]5,由二项展开式的通项公式,可得T3=(-1)3(x+1)2,所以a2=-10.
6.(2024·湖南长沙二模)(1+x)i的展开式中x3的系数为( )
A.180 B.210 C.240 D.250
答案:B 解析(1+x)i=(1+x)3+(1+x)4+(1+x)5+(1+x)6+(1+x)7+(1+x)8+(1+x)9,所以x3系数为+…++…+=210.
7.(2024·安徽皖江名校二模)已知x-n的展开式中二项式系数和为256,则展开式中系数最大的项为( )
A.第5项 B.第6项 C.第7项 D.第8项
答案:C
解析由已知2n=256,故n=8,故展开式的通项公式为Tk+1=x8-k-k=(-1)k2kx8-2k(k=0,1,…,8),故奇数项的系数为正数,偶数项的系数为负数,20=1,22<24,26=424,则>1,>1,故26最大,因此第7项的系数最大.
8.(2024·浙江嘉兴模拟)x+2x-5展开式中的常数项是120,则实数a= .
答案:2
解析∵2x-5展开式的通项公式为Tr+1=(-1)r25-rx5-2r(r=0,1,2,…,5),令5-2r=-1,得r=3,即T4=-22x-1=-.
令5-2r=1,得r=2,即T3=23x=80x,
∴x+2x-5展开式中的常数项为x·T4+·T3=-40+80a,故-40+80a=120,解得a=2.
9.(2024·河南三模)若n(n∈N*)的展开式中存在常数项,则n的值可以是 .(写出一个值即可)
答案:5(答案不唯一,满足n=5k,k∈N*即可)
解析n的展开式的通项公式为Tr+1=r=2r=2r=2r(0≤r≤n且r∈N),令(2n-5r)=0,则r=,又0≤r≤n且r∈N,所以n=5k,k∈N*.
10.(25-26高三上·江苏南通·月考)(多选题)已知二项展开式,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】令,利用二项展开式通项可判断A选项;利用赋值法可判断BC选项;求导,结合赋值法可判断D选项.
【详解】令,
对于A选项,的展开式通项为,
其中,,所以,A对;
对于B选项,,
所以,B错;
对于C选项,,
所以,C对;
对于D选项,,
故,D对.
故选:ACD.
综合提升练
11.(2024·江西上饶模拟)《孙子算经》对同余除法有较深的研究.设a,b,m(m>0)为整数,若a和b同时除以m所得的余数相同,则称a和b对模m同余,记为a≡b(mod m).若a=+…+,a≡b(mod 10),则b的值可以是( )
A.2 021 B.2 022
C.2 023 D.2 024
答案:C
解析a=+…+=230-1=810-1=(10-2)10-1=1010+109×(-2)+108×(-2)2+…+(-2)10-1=10[109+108×(-2)+…+(-2)9]+1 024-1=10[109+108×(-2)+…+(-2)9+102]+3,所以a除以10的余数为3,选项中除以10余数为3的数只有2 023.
12.(多选题)(2024·浙江如东模拟)若(x2+x-2)10=a0+a1x+a2x2+a3x3+…+a20x20,则( )
A.a0=1 024 B.a1=1 C.a19=10 D.a1+a3+a5+…+a19=-512
答案:ACD
解析令x=0,得a0=(-2)10=1 024,故A正确;
令x=1,得a0+a1+…+a20=0,
令x=-1,得a0-a1+a2-a3+…+a18-a19+a20=1 024,
两式相减得a1+a3+a5+…+a19=-512,故D正确;
易知=(x-1)10(x+2)10,而(x-1)10中的常数项为1,含x项为x×(-1)9=-10x,含x9项为x9×(-1)=-10x9,含x10项为x10,同理(x+2)10中的常数项为1 024,含x项为x×29=5 120x,含x9项为x9×2=20x9,含x10项为x10,所以a1=1×5 120+(-10)×1 024=-5 120,故B错误;
a19=-10×1+1×20=10,故C正确.
故选ACD.
13.(多选题)(2024·福建泉州一模)已知x+n(n∈N*)的展开式中共有8项,则该展开式结论正确的是( )
A.所有项的二项式系数和为128 B.所有项的系数和为8 C.系数最大项为第2项 D.有理项共有4项
答案:AD
解析 因为x+n的展开式共有8项,所以n=7.故所有项的二项式系数和为27=128,故A正确;令x=1,可得所有项的系数和为1+7≠8,故B错误;因为展开式的通项公式为Tr+1=·x7-r·r=r·,r=0,1,2,…,7.设Tr+1项系数最大,由解得则r=2,故第3项的系数最大,故C错误;由7-为整数,且r=0,1,2,…,7,可知r的值可以为0,2,4,6,所以展开式中,有理项共有4项,故D正确.故选AD.
14.(2025·上海同济大学一附中高三检测)已知(1+2 024x)50+(2 024-x)50=a0+a1x+a2x2+…+a50x50,若ak<0,k∈{0,1,2,…,50},则实数k的最大值为 .
答案:23
解析因为(1+2 024x)50展开式中xk的系数为 2 024k,(2 024-x)50展开式中xk的系数为2 02450-k(-1)k,所以(1+2 024x)50+(2 024-x)50展开式中xk的系数为2 024k+2 02450-k(-1)k=2 024k[1+2 02450-2k(-1)k],k=0,1,2,…,50.要使ak<0,则k为奇数,且2 02450-2k>1,所以50-2k>0,则k<25,所以k的最大值为23.
15.(2024·河北“五个一”名校联盟模拟)已知x+n+2的展开式中各项系数和为8,则展开式中常数项为 .
答案:-2
解析令x=1,可得展开式中各项系数的和为(1+1)n+2=2n+2=8,解得n=1.
x+3的展开式的通项公式为Tr+1=·x3-r·r=·x3-2r,
因为(x3-x+1)x+3=x3x+3-x·x+3+x+3,
所以展开式中常数项为x3·x-3-x·x-1=1-3=-2.
16.(2024·江西景德镇三模)若关于x,y的多项式的展开式中各项系数之和为64,则n= ;其中含xy的项的系数的最大值为 .
答案:6
解析的展开式中各项系数之和为64,则令x=y=1,得2n=64,解得n=6,所以的展开式中含xy的项的系数为cos2θ·sin2θ=30cos2θsin2θ≤302=,
当且仅当cos2θ=sin2θ=时等号成立,即最大值为.
17.(2025·湖北·模拟预测)(多选题)下列说法正确的是( )
A. B.若,则
C.被8整除的余数为1 D.精确到的近似数为
【答案】ABD
【分析】逆用二项式定理计算可判断A项,运用赋值法,令,求解可判断B项,由,结合二项式定理计算可判断C项,,结合二项式定理计算可判断D项.
【详解】对于A项,由二项式定理可知,故A项正确;
对于B项,令得①,令得②,
所以①②可得,故B项正确;
对于C项,,
由此可得被8整除的余数为,故C项错误;
对于D项,
,
所以精确到的近似数为,故D项正确.
故选:ABD.
18.(25-26高三上·山西长治·月考)(多选题)已知函数,则( )
A. B.
C.的个位数是9 D.
【答案】BD
【分析】赋值法求系数和判断A、B;由,结合展开式通项得个位数由决定,即可判断C;由并应用二项式定理求对应项系数判断D.
【详解】由题设,令,则,A错;
令,则,
所以,即,B对;
由,展开式通项为,
显然个位数由决定,即个位数是1,C错;
由,
展开式通项为,,
当时,,即, D对.
故选:BD
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