内容正文:
7.4 二项式定理
7.4.2 二项式系数的性质及应用
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【课标要求】
1.能掌握二项式系数的性质,并能灵活运用性质解决相关问题.
2.会用赋值法求二项展开式系数的和,注意区分项的系数和二项式系数.
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要点深化·核心知识提炼
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知识点1.二项式系数表及其数字规律
二项式系数表
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此表的规律如下:
(1)每一行中的二项式系数都是“对称”的.
(2)每行两端都是1,而且除1以外的每一个数都等于它“肩上”两个数的和.
(3)每行的二项式系数从两端向中间逐渐增大.
(4)第1行为,第2行的两数之和为2,第3行的三数之和为 第7行的各
数之和为 .
名师点睛
二项式系数与二项展开式中某一项的系数是不同的概念,特别地,
的展开式中,各项的系数即对应的各二项式系数;
的展开式中,各项的系数的绝对值即对应的二项式系数.
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知识点2.二项式系数的对称性、增减性、最值
一般地,展开式的二项式系数,, , 有如下性质:
(1) .
(2) .
(3)当时, ;
当时, .
(4) .
(5) .
(6)的展开式为 .
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题型分析·能力素养提升
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【题型一】“杨辉三角”问题
例1 在如图所示的三角形数阵中,从第3行开始,每一
行除1以外,其他每一个数字都是其上一行的左、右
两个数字之和.若在此数阵中存在某一行,满足该行
中有三个相邻的数字(除1以外)之比为 ,则这
一行是第____行(填行数).
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[解析] 在三角形数阵中,第 行的数由二项式系数
,, 组成.
如果第行中有, ,
那么解得
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规律方法 “杨辉三角”问题解决的一般方法
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跟踪训练1 以下排列的数是二项式系数在三角形中的几何
排列,在我国南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法》一
书里就出现了.在欧洲,这个表被称为帕斯卡三角形.试问第
9行第8个数是____.
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[解析] 由题意,第0行的数为1,第1行的数为,,第2行的数为,, ,第3行的数为
,,,,第4行的数为,,,,,因此,第行第个数为 ,所以第
9行第8个数是 .
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【题型二】求二项展开式中系数或二项式系数最大的项
例2 已知 的展开式中第6项与第7项的系数相等,求展开式中二项式系数最大
的项和系数最大的项.
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解 , ,
依题意有,解得 ,
在 的展开式中,二项式系数最大的项为
.
设第项的系数最大 ,则有
解得或 ,
则, .
当时,;当时,.故系数最大的项为 ,
.
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规律方法 求二项展开式中系数的最值的方法
(1)若二项展开式的系数的绝对值与对应二项式系数相等,则可转化为确定二项
式系数的最值来解决.
(2)若二项展开式的系数为的形式,如求 的
展开式中系数最大的项,一般是采用待定系数法,设其展开式的各项系数分别为, ,
, ,且第项系数最大,应用解出 ,即得系数最大的项.
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跟踪训练2 已知 的展开式中的二项式系数之和比各项系数之和大255.
(1)求 展开式所有的有理项;
解 令,可得展开式中各项系数之和为,而展开式中的二项式系数之和为 ,
由题意可得,解得 .
展开式通项为 ,
当为整数时,为有理项,则或 ,
所以展开式所有的有理项为 ,
.
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(2)求 展开式中系数最大的项.
解 设第项最大,且为偶数, ,
则
可得因为,解得 .
所以.当时,;当 时,
.故展开式中系数最大的项为 .
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【题型三】二项式系数和问题
例3 已知 .求下列各式的值:
(1) ;
解 令,得 .
(2) ;
解 令,得 .
由展开式的通项知,,, 为负值,
所以 .
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(3) .
解 由 ,
,得 .
所以 .
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规律方法 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 .
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变式探究
在本例条件下,求下列各式的值:
(1) ;
解 因为 ,
.
所以 .
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(2) ;
解 因为是展开式中 的系数,
所以 .
又因为 ,
所以 .
(3) .
解 因为 ,
所以两边求导数得 .
令,得 .
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跟踪训练3 在 的展开式中,求:
解 设 .
(1)二项式系数之和;
解 二项式系数之和为 .
(2)各项系数之和;
解 各项系数之和为 ,
令,,则 .
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(3)所有奇数项系数之和.
解 令,,可得 .
又 ,
将两式相加,得 ,
即所有奇数项系数之和为976 562.
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【题型四】利用二项式定理解决整除和余数问题
例4 试判断 能否被19整除.
解
.
由于76能被19整除,因此 能被19整除.
规律方法 用二项式定理解决整除(或余数)问题时,一般需要将底数 写成除
数的整数倍加上或减去 的形式,利用二项展开式求解.
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跟踪训练4 被100整除所得的余数为____.
81
[解析] ,
前91项都能被100整除,剩下两项和为 ,
而8 281被100整除余81,
故 被100整除所得的余数为81.
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