课件59张PPT。第3课时 二项式定理重点难点
重点:二项式展开式的通项和二项式系数的性质.
难点:二项式系数的性质、二项式系数与项的系数的区别.基础梳理k+1思考探究
在公式中,交换a,b的顺序对各项是否有影响?等距离当n是偶数时,__________取得最大值.
当n是奇数时,中间两项________ 和________相等,且同时取得最大值.
(3)各二项式系数的和中间一项2n等于2n-1课前热身答案:B
答案:C3.若(3x-1)7=a7x7+a6x6+…+a1x+a0,则a7+a6+…+a1=________.
答案:1294.已知(x+1)15=a0+a1x+a2x2+…+a15x15,则a0+a1+a2+…+a7=________.
答案:214
答案:35考点1 求展开式中的指定项
通项公式中含有a,b,n,r,Tr+15个元素,只要知道了其中的4个元素,就可以求出第5个元素,在求展开式中的指定项问题时,一般是利用通项公式,把问题转化为解方程(或方程组).这里必须注意隐含条件n,r均为非负整数且r≤n.【思路分析】 利用通项公式,根据指定项的特点确定r的值,注意隐含条件的应用.【名师点评】 (1)解此类问题可以分两步完成:第一步是根据所给出的条件(特定项)和通项公式,建立方程来确定指数(求解时要注意二项式系数中n和r的隐含条件,即n,r均为非负整数,且n≥r);第二步是根据所求的指数,再求所求解的项;
(2)求二项展开式中的有理项,一般是根据通项公式所得到的项,其所有的未知数的指数恰好都是整数的项.解这种类型的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,再根据数的整除性来求解.若求二项展开式中的整式项,则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的方式一致.互动探究
1.本例题已知条件不变,问:“这个展开式中是否含有x的一次项?”若没有,请说明理由;若有,请求出.考点2 求二项展开式中系数最大的项
根据二项式系数的性质,n为奇数时中间两项的二项式系数最大,n为偶数时中间一项的二项式系数最大.求展开式中系数最大项与求二项式系数最大项不同,求展开式中系数最大项的步骤是:先假定第r+1项系数最大,则它比相邻两项的系数都不小,列出不等式组并求解此不等式组求得. (1+2x)n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.
【思路分析】 根据已知条件求出n,再根据n的奇偶性,确定出二项式系数最大的项.【思维总结】 在运用二项式定理时不能忽视展开式中系数的正负符号.当然还需考虑二项式系数与展开式某项的系数之间的差异:二项式系数只与二项式的指数和项数有关,与二项式无关;而项的系数不仅与二项式的指数和项数有关,还与二项式有关.考点3 赋值法在二项展开式中的应用
赋值法是求展开式中的系数与系数和的常用方法,注意赋值要有利于问题的解决,可以取一个或几个值,常赋的值为0,±1.一般地,要使展开式中项的关系变为系数的关系,令x=0可得常数项,令x=1可得所有项系数和,令x=-1可得奇数次项系数之和与偶数次项系数之和的差,而当二项展开式中含负值项时,令x=-1则可得各项系数绝对值之和. 若(3x-1)7=a7x7+a6x6+…+a1x+a0,
求:(1)a7+a6+…+a1;
(2)a7+a5+a3+a1;
(3)a6+a4+a2+a0.【思路分析】 所求结果与各项系数有关,可以考虑用“特殊值法”,即“赋值法”整体解决.
【解】 (1)令x=0,则a0=-1;
令x=1,则a7+a6+…+a1+a0=27=128,①
∴a7+a6+…+a1=129.【方法指导】 若(ax+b)n=a0+a1x+a2x2+…+anxn,
设f(x)=(ax+b)n.互动探究
2.在本例条件下求|a1|+|a2|+…+|a7|.
解:∵(3x-1)7展开式中,a7、a5、a3、a1均大于零,而a6、a4、a2、a0均小于零,∴|a7|+|a6|+…+|a1|
=(a1+a3+a5+a7)-(a0+a2+a4+a6)+a0
=8256-(-8128)-1=16383.
考点4 组合数恒等式的证明
对于组合数恒等式的证明,一般从两个角度思考,角度一:构造排列组合模型,对所取元素分类,对应排列组合数,讨论求解;角度二:构造二项式定理,比较两端x的某次幂进行.
【思路分析】 从等式两端组合数的结构特征入手,从两个角度进行思考.【证明】 法一:构造排列组合模型来解,从n+r个不同元素中取出m个元素的组合数,这件事也可这样来做,将n+r个元素分为两类,一类中含有r个元素,另一类中含有n个元素,第一类中不取,第二类中取m个元素,【名师点评】 解决此类问题的关键是如何根据给定等式,如何构造组合模型,如何构造两个二项式的乘积,且注意x的哪一次幂.方法技巧失误防范
1.区别“项的系数”与“二项式系数”,审题时要仔细.
项的系数与a,b有关,可正可负,二项式系数只与n有关,恒为正.2.切实理解“常数项”“有理项”(字母指数为整数)“系数最大的项”等概念.
3.求展开式中的指定项,要把该项完整写出,不能仅仅说明是第几项.命题预测
从近几年的广东高考试题来看,考查的重点是二项式定理的通项公式、二项式系数及项的系数;以考查基本概念、基础知识为主,如系数和、求某项的系数、求常数项、求有理项、求所含参数的值或范围等;难度不大,属于中档题和容易题,题型为选择题或填空题.
预测2013年广东高考,求二项展开式的特定项和特定项的系数仍然是考查的重点,同时应注意二项式系数性质的应用.典例透析【答案】 84
【名师点评】 本题同教材P40的第8(4)题相类似,考查了二项式定理中的通项公式和学生的运算能力、解决问题和分析问题的能力,难度较小.本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放
1.已知(x-)7展开式的第4项等于5,则x等于( )
A. B.-
C.7 D.-7
解析:选B.由T4=Cx4(-)3=5得x=-,故选B.
2.若(x-)n的展开式中第3项的二项式系数是15,则展开式中所有项系数之和为( )
A. B.
C.- D.
解析:选B.由题意知C==15,所以n=6,故(x-)n=(x-)6,令x=1得所有项系数之和为()6=,故选B.
3.如果(3x2-)n的展开式中含有非零常数项,则正整数n的最小值为( )
A.10 B.6
C.5 D.3
解析:选C.∵Tk+1=C(3x2)n-k·(-)k
=(-1)k·C3n-k·2k·x2n-5k,
∴由题意知2n-5k=0,即n=,∵n∈N*,k∈N,
∴n的最小值为5.
4.在(x+y)n的展开式中,若第七项系数最大,则n的值可能等于( )
A.13,14 B.14,15
C.12,13 D.11,12,13
解析:选D.分三种情况:(1)若仅T7系数最大,则共有13项,n=12;(2)若T7与T6系数相等且最大,则共有12项,n=11;(3)若T7与T8系数相等且最大,则共有14项,n=13,所以n的值可能等于11,12,13.故选D.
5.若(x-)9的展开式中x3的系数是-84,则a=________.
解析:Tr+1=Cx9-rx-r(-a)r=(-a)rCx9-2r.
令9-2r=3,得r=3.
∴x3的系数为-a3C=-84,
∴a3=1,∴a=1.
答案:1
6.9192除以100的余数是________.
解析:9192=(90+1)92=C9092+C9091+…+C902+C·90+C=M×102+92×90+1(M为整数)=100M+82×100+81.
∴9192除以100的余数是81.
答案:81
7.已知(a2+1)n展开式中各项系数之和等于(x2+)5的展开式的常数项,而(a2+1)n的展开式的二项式系数最大的项的系数等于54,求a的值.
解:由(x2+)5得,
Tr+1=C(x2)5-r()r=()5-r·C·x.
令Tr+1为常数项,则20-5r=0,
∴r=4,∴常数项T5=C×=16.
又(a2+1)n展开式的各项系数之和等于2n.
由题意得2n=16,∴n=4.
由二项式系数的性质知,(a2+1)n展开式中二项式系数最大的项是中间项T3,∴Ca4=54,∴a=±.
1.(2011·高考课标全国卷)5的展开式中各项系数的和为2,则该展开式中常数项为( )
A.-40 B.-20
C.20 D.40
解析:选D.令x=1得5=1+a=2,所以a=1.
因此5展开式中的常数项即为5展开式中的系数与x的系数的和.5展开式的通项为Tr+1=C5-r·r·x-r=C25-r·x5-2r·r.
令5-2r=1,得2r=4,即r=2,因此5展开式中x的系数为C25-22=80.令5-2r=-1,得2r=6,即r=3,因此5展开式中的系数为C25-3·3=-40.
所以5展开式中的常数项为80-40=40.
2.已知a、b为常数,b>a>0,且a、-、b成等比数列,(a+bx)6的展开式中所有项的系数和为64,则a等于( )
A.- B.
C.-1 D.
解析:选B.由a、-、b成等比数列得ab=,
由(a+bx)6展开式中所有项的系数和为64得
(a+b)6=64,
∴,∴,∴a=.
3.若C=C(n∈N*)且(3-x)n=a0+a1x+a2x2+…+anxn,则a0-a1+a2-…+(-1)nan=________.
解析:3n+1=n+6或3n+1+n+6=23得n=4或n=(舍去).令x=-1,有44=a0-a1+a2-a3+a4=256.
答案:256
4.(2012·东莞质检)二项式n展开式中,前三项系数依次组成等差数列,则展开式中系数最大的项为________.
解析:T1=C0n()n,T2=C·()n-1·,T3=
C()n-22,由条件知,2×C1n=C0n+2·C2n,
∵n≥2,∴n=8,
展开式的第r+1项Tr+1=Cr8()8-r·r
=rCr8·x,
解得2≤r≤3,∵r∈Z,∴r=2或3,
∴系数最大的项为T3=2Cx0=7和T4=3Cx-=7x-,
∴展开式中系数最大的项为7和7x-.
答案:7和7x-
5.已知(4 +)n展开式中的倒数第三项的二项式系数为45.
(1)求含有x3的项;
(2)求二项式系数最大的项.
解:(1)由已知得C=45,即C=45,
∴n2-n-90=0,解得n=-9(舍)或n=10,
由通项公式得Tr+1=C(4·x-)10-r(x)r.
=C·410-r·x-+r.
令-+r=3,得r=6,
∴含有x3的项是T7=C·44·x3=53760x3.
(2)∵此展开式共有11项,
∴二项式系数最大项是第6项,
∴T6=C(4x-)5(x)5=258048x.
6.已知f(x)=(ax+2)6,f′(x)是f(x)的导数,若f′(x)的展开式中x的系数大于f(x)的展开式中x的系数,求a的取值范围.
解:f(x)的展开式中x的系数是C25a6-5=192a,
f′(x)=6(ax+2)5·(ax+2)′=6a(ax+2)5,
f′(x)的展开式中x的系数是6aC24a5-4=480a2,
依题意得480a2>192a,∴a>或a<0.
1.(教材习题改编)在(-)8的展开式中的常数项是( )
A.7 B.-7
C.28 D.-28
答案:A
2.若(x-1)4=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4,则a0+a2+a4的值为( )
A.9 B.8
C.7 D.6
答案:B
3.二项式(a+2b)n展开式中的第二项的系数是8,则它的第三项的二项式系数为( )
A.24 B.18
C.16 D.6
答案:D
4.若(1+)5=a+b(a,b为有理数),则a+b=( )
A.45 B.55
C.70 D.80
解析:选C.由二项式定理得
(1+)5=1+C·+C·()2+C·()3+C·(2)4+C·()5
=1+5+20+20+20+4
=41+29,
∴a=41,b=29,a+b=70.故选C.
5.在n的二项展开式中,若常数项为60,则n等于________.
答案:6
6.(2012·浙江金华十校联考)在(+)24的展开式中,x的幂指数为整数的项共有________项.
解析:展开式第r+1项Tr+1=C()24-r·r
=C·x12-,
∵12-为整数,0≤r≤24且r∈N,
∴r=0,6,12,18,24.
答案:5