二项式定理(1课时)
知识要点:1. 二项式定理:
2. 二项展开式的通项:
3. 二项式系数:
4. 组合总数公式:
典型范例:例1:已知二项式展开式中,末三项的系数依次成等差数列,求此展开式中所有的有理项。
解:由二项展开式的通项公式得,二项展开式中末三项的系数分别为
依题意得,化简得,注意到这里,故得n=8
设第r+1项为有理项,则有x的幂指数为整数, ∴r=0,4,8,
t1,t5,t9为有理项。
所求二项展开式中的有理项分别为。
点评:二项展开式中关于某些项或某些项的系数问题,一般都要运用通项公式。
例2:已知展开式中各项的系数和比各项的二项式系数和大992,求展开式中系数最大的项.
分析:由系数间的关系可求n ,然后求系数最大的项即求系数不小于其前一项和后一项的系数的项,可以列不等式组求解.
解:令x=1,得各项的系数和为(1+3)n=4n,而各项的二项式系数和为++…2n,4n=2n+992 ∴2n=32或2n=-31(舍)
n=5,设第r+1项系数最大,则即。
≤r≤,又r∈z ∴r=4
系数最大的项是第五项,且t5=.
点评:本思想方法不仅适用于求系数最大(小)项问题,在数列问题中也广泛采用.
例3:设f(x)=,试求f(x)展开式中含的项的系数.
分析:对于三项的式子,可以将其中的两项当做整体运用二项展开式定理。
解:设f(x)的通项tk+1=(2x-3x2)k,设(2x-3x2)k中的第r+1项含x5,则。
tr+1=(2x)k-r(-3x2)r=(-1)r2k-r·3rxk+r
令得或或。代入上式得x5的系数是-168.
点评:二项展开式有通项公式,仿此三项展开式也有通项公式,注意其应用,另外此题也可以用排列组合的知识解.
练习:一、选择题。
1.在的展开式中的系数是( )
a. –14 b. 14 c. –28 d. 28
解:,应选b。
2.在的展开式中,的项的系数为( )
a. 74 b. 121 c. –74 d. –121
解:考虑求和转化,原式=,∴原展开式中项的系数为,应选d。
3. 若展开式中含项的系数与含项的系数之比为 -5,则n等于( )
a. 4 b. 6 c. 8 d. 10
解:n=6,r=4,故选b。
4. 如果的展开式中各项系数之和为128,则展开式中的系数是( )
a. 7 b. –7 c. 21 d. –21
解:令得 , 128,解得n=7,从而所求系数为21 ,应选c。
二、填空题。
5.展开式中的常数项是 (用数字作答)
解: 240。
6. 若在展开式中系数为 -80,则a= 。
解: -2。
7. 若,则= 。用数字作答)
解:设,则=1, =1
∴ 原式=2004。
8. 的展开式中整理后的常数项为 。
解:运用两个计数原理,展开后的常数项分为三类:
1)5个式子均取,则有; (2)5个式子中一个取,一个取,三个取,则有;(3)5个式子中两个取,两个取,一个取,则有。
它们的和为,即为所求常数项。
三、解答题。
9. 设,求:①展开式中各二项式系数的和; ②展开式中各项系数的和; ③的值。
解:令。①注意到这里n=200,故展开式中各二项式系数的和。
展开式中各项系数的和。
③计算与,得=
10.已知,求证:当为偶数时,能被整除。
证明:∵ 为偶数,∴设(),当=时,显然能被整除,当时,()式能被整除,所以,当为偶数时,能被整除。
11. 已知的展开式中奇数项的二项式系数之和等于512,试求:
(1)二项式系数最大的项; (2)系数的绝对值最大的项; (3)系数最大的项。
解:由题意得=512, ∴n=10
∴二项展开式的通项公式为。
(1) ∵n=10, ∴二项展开式共11项 ∴二项展开式的中间一项即第六项的二项式系数最大。
又 ∴所求二项式系数最大的项为。
(2)设第r+1项系数的绝对值最大,
则有。解之得,故得r=3
第4项系数的绝对值最大 ∴ 所求系数绝对值最大的项为。
(3)由通项公式的特征可知,系数最大的项应在项数为奇数的项内, 即在r取偶数的各项内,计算得系数最大的项为第5项(r=4),即。
点评:解决二项式问题要注意区分两种系数:一种是某一项的系数,按通常的多项式系数去理解、认定;一种是某项的二项式系数,仅指这一项中所含的那个组合数。二者在特殊情况下方为同一数值。
(2)对于减法式子的展开式中系数绝对值最大的项,可转化为加法的展开式中系数最大的项。
(3)本题解法“一题两制”:对于(2),我们运用一般方法进行推导;对于(3),我们运用认知、列举、比较的方法导出目标。当指数n数值较小时,(3)的解法颇为实用。
二项式定理第一课时研讨课学案
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