二项式定理
一、 课堂目标
1.掌握二项式定理和二项展开式的通项公式及其应用.
2.掌握二项式系数的性质,并能够利用其性质对相关问题进行求解.
3.掌握二项式定理的应用.
二、 知识讲解
1. 二项式定理
知识精讲
(1)二项式定理
.
其中右边的多项式叫做 的二项展开式,各项的系数 叫做二项式系数.
(2)二项展开式的特征
①二项展开式共有 项;
②二项式系数依次为组合数: ;
③各项次数都等于二项式的幂指数,即为 ;
④字母 的指数由 开始按降幂排列到 ,字母 的指数由 开始按升幂排列到 .
(3)二项式定理通常有如下变形
① ;
② .
注意:一个二项展开式的某一项二项式系数 与这一项的系数是两个不同的概念,二项式系数一定为正
值,而项的系数可以是正值,也可以是负值,还可以是 .
经典例题
1. 用二项式定理展开: .
2. 设 , ,则 的值为(
).
1
A. B. C. D.
巩固练习
3. ,则 等于( ).
A. B.
C. D.
2. 二项展开式的通项公式
知识讲解
展开式中的 项叫做二项展开式的通项,通项是展开式的第 项,记作 ,
即: ( , , ).
上面的这个公式叫做二项展开式的通项公式.
注意:
① 是第 项,而不是第 项;
②字母 的指数和组合数的上标相同, 与 的指数之和为 ;
③二项式系数与二项展开式的系数不一定相等,如:
的二项展开式的第 项为 ,相应的系数是 ,而二项式系数是 ;
④通项公式中含有 五个元素,只要知道其中的四个元素,就可以求出第五个元素.
知识点睛
求展开式中的指定项或其系数
解决此类问题可以分成两步:
第一步,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
和 的隐含条件( 为正整数, 为非负整数, );
第二步,根据所求的指数,再求所求解的项或项的系数.
经典例题
4. 的展开式中的常数项为( ).
A. B. C. D.
巩固练习
5. 在 的展开式中,常数项为 .(用数字作答)
2
经典例题
6. 设常数 .若 的二项展开式中 项的系数为 ,则 .
巩固练习
7. 若 展开式的常数项为 ,则 的值为( ).
A. B. C. D.
经典例题
8. 的展开式中, 的系数是 .(用数字填写答案)
巩固练习
9. 在 的二项展开式中, 的系数为 .
经典例题
10. 的展开式中 的系数为( ).
A. B. C. D.
巩固练习
11. 的展开式中 的系数为( ).
A. B. C. D.
经典例题
12. 的展开式中常数项为 .
巩固练习
13. 的展开式中, 的系数是 .(用数字填写答案)
3. “杨辉三角”与二项式系数
知识精讲
杨辉三角
因为 ,所以可以把 对应的二形式系数看成是 .
把 对应的二形式系数逐个写出,并排成数表的形式.
3
1
上表称为“杨辉三角”.
知识精讲
二项式系数的性质
(1)对称性:与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等,即 .
(2)增减性与最大值:
①增减性:当 时,二项式系数逐渐增大,由对称性知它的后半部分是逐渐减小的,且在中间
取得最大值;
②最大值:当 是偶数时,中间一项的二项式系数 取得最大值;当 是奇数时,中间两项的二项式系
数 , 相等,且同时取得最大值.
(3)各二项式系数和:
在二项展开式中各二项式系数之和为 .
(4)奇数项的二项式系数之和与偶数项的二项式系数之和相等:
.
经典例题
14. 在二项式 的展开式中,所有项的二项式系数之和是 ,含 项的系数是 .
巩固练习
15. 若 展开式中的所有二项式系数和为 ,则该展开式中的常数项为 .
4
经典例题
16. 的展开式中,仅有第六项的二项式系数取得最大值,则展开式中 项的系数
是 .
巩固练习
17. 在 的二项展开式中,仅有第 项的二项式系数最大,则在该二项展开式中含 项的系
数为 .
经典例题
18. 已知 的展开式中第 项与第 项的二项式系数相等,则奇数项的二项式系数和为( ).
A. B. C. D.
巩固练习
19. 展开式中所有奇数项系数之和为 ,则展开式中各项系数的最大值是( ).
A. B. C. D.
知识讲解
求二项展开式系数和——赋值法
(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;
(2)对形如 的式子求其展开式的各项系数之和,只需令 即可.
(3)一般地,若 ,则:
① 展开式中各项系数之和为 ;
②奇数项系数之和为 ;
③偶数项系数之和为 .
经典例题
20. 设 ,求值:
( 1 ) .
( 2 ) .
( 3 ) .
巩固练习
5
21. 已知 ,则,
.
22. 在 的展开式中,求:
( 1 )各项系数的和.
( 2 )奇数项系数与偶数项系数和.
经典例题
23. 已知 ,求:
.
巩固练习
24. 已知 , ,则 .
经典例题
25. 若 ,则 的值为( ).
A. B. C. D.
巩固练习
26. 若 ,则
.
4. 二项式定理的应用
知识精讲
整除或取余问题
利用二项式定理处理整除或求余问题,通常把被除数写成以除数为变量的一次函数形式,然后展开,这
样,只需要考虑不含除数的个别项即可.
建议:一次函数形式转化为除数倍数加减1的形式,否则需二次展开.
经典例题
27. 除以 的余数是 .
巩固练习
28. 求 除以 的余数.
6
经典例题
29. 除以 的余数是 .
巩固练习
30. 已知 ,则 除以 所得的余数是 .
经典例题
31. 设 ,且 ,若 能被 整除,则 .
巩固练习
32. 若 能被 整除,则 ( ).
A. B. C. D.
知识精讲
用于近似计算
当 的绝对值与1相比很小且n 不太大时,常用近似公式 .展开式中保留的
项,以最后一项小数位满足要求标准.
经典例题
33. 求 的近似值.
( 1 )精确到 .
( 2 )精确到 .
巩固练习
34. 的计算结果精确到 的近似值是( ).
A. B. C. D.
三、 思维导图
你学会了吗?画出思维导图总结本课所学吧!
四、 出门测
7
35. 在 的展开式中, 的系数为 .
36. 若 的展开式的所有奇数项二项式系数之和为 ,则 .
37. 设 ,则 等于( ).
A. B.
C. D.
8二项式定理
一、 课堂目标
1.掌握二项式定理和二项展开式的通项公式及其应用.
2.掌握二项式系数的性质,并能够利用其性质对相关问题进行求解.
3.掌握二项式定理的应用.
【备注】【教师指导】
1.本讲内容的重点是掌握二项式定理和二项展开式的通项公式,掌握二项式系数的性质,
并能够利用其性质对相关问题进行求解;难点是掌握二项式定理的相关应用.重点题型是
求展开式中的指定项或其系数,赋值法.
2.本讲关联知识包括排列、组合.
二、 知识讲解
1. 二项式定理
知识精讲
(1)二项式定理
.
其中右边的多项式叫做 的二项展开式,各项的系数 叫做二项式系数.
(2)二项展开式的特征
①二项展开式共有 项;
②二项式系数依次为组合数: ;
③各项次数都等于二项式的幂指数,即为 ;
④字母 的指数由 开始按降幂排列到 ,字母 的指数由 开始按升幂排列到 .
(3)二项式定理通常有如下变形
① ;
② .
注意:一个二项展开式的某一项二项式系数 与这一项的系数是两个不同的概念,二项式系数一定为正
值,而项的系数可以是正值,也可以是负值,还可以是 .
1
经典例题
1. 用二项式定理展开: .
【备注】【教师指导】
本题考查二项式定理, ,按
照上述公式展开即可.
【答案】 .
【解析】 .
【标注】【知识点】二项式定理的展开式
2. 设 , ,则 的值为(
).
A. B. C. D.
【备注】【教师指导】
本题实际是二项式定理的逆运用问题.逆用二项式定理可以进行求和、化简或证明.在逆用二
项式定理解决问题时,要注意“1的任何次方都为1”或“-1的奇数次方为-1”的使用,利用此结
论,我们可以构造出二项式定理的项,从而逆用二项式定理进行求和、化简及证明.注意和
后面讲解的赋值法不同.
【答案】A
【解析】
,
故选 .
【标注】【知识点】赋值问题;二项式定理的展开式
巩固练习
3. ,则 等于( ).
A. B.
C. D.
【答案】A
2
【解析】
,
故选 .
【标注】【知识点】求二项式展开式的特定项;二项式定理的展开式
2. 二项展开式的通项公式
知识讲解
展开式中的 项叫做二项展开式的通项,通项是展开式的第 项,记作 ,
即: ( , , ).
上面的这个公式叫做二项展开式的通项公式.
注意:
① 是第 项,而不是第 项;
②字母 的指数和组合数的上标相同, 与 的指数之和为 ;
③二项式系数与二项展开式的系数不一定相等,如:
的二项展开式的第 项为 ,相应的系数是 ,而二项式系数是 ;
④通项公式中含有 五个元素,只要知道其中的四个元素,就可以求出第五个元素.
知识点睛
求展开式中的指定项或其系数
解决此类问题可以分成两步:
第一步,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
和 的隐含条件( 为正整数, 为非负整数, );
第二步,根据所求的指数,再求所求解的项或项的系数.
经典例题
4. 的展开式中的常数项为( ).
A. B. C. D.
【备注】【教师指导】
3
这类题型需要先写出二项展开式的通项公式即 ,然后化简,
令 指数为0,求出 值,再代入求系数即可.
【答案】A
【解析】二项展开式的通项
,
令 ,所以 ,
所以展开式的常数项为 .
【标注】【知识点】求二项式展开式的特定项
巩固练习
5. 在 的展开式中,常数项为 .(用数字作答)
【答案】
【解析】因为 展开式的通项公式为:
,
令 ,则 ,此时 ,
所以常数项为 .
故答案为 .
【标注】【知识点】求二项式展开式的特定项;求项的系数或二项式系数
经典例题
6. 设常数 .若 的二项展开式中 项的系数为 ,则 .
【备注】【教师指导】
本题考查求二项式系数中的参数问题,需要帮学生理清思路:
第一步:先写出二项式的通项 ,化简;
第二步:令 的指数等于 ,可求出 ;
第三步:将 代入可以得到常数项的系数(含参的),令这个系数等于 ,可得到 .
【答案】
4
【解析】 的展开式的通项为 ,
令 得 ,
∴ 的系数是 ,
∵ 的系数是 ,
∴ ,解得 .
故答案为: .
【标注】【知识点】二项式定理的展开式
巩固练习
7. 若 展开式的常数项为 ,则 的值为( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】二项展开式的通项为 .
令 ,得 .
由题意可得 ,因此, .
故选: .
【标注】【知识点】求项的系数或二项式系数
经典例题
8. 的展开式中, 的系数是 .(用数字填写答案)
【备注】【教师指导】
这道题同样需要先写出二项展开式的通项公式 ,化简;令 的指数等于3,求出 的值,
然后代入即可求出系数.
【答案】
【解析】由 ,
时,
有 .
故系数为 .
5
【标注】【知识点】求项的系数或二项式系数
巩固练习
9. 在 的二项展开式中, 的系数为 .
【答案】
【解析】二项式展开式的第 项为 ,
求 的系数时, ,故 .
【标注】【知识点】二项式定理的展开式
经典例题
10. 的展开式中 的系数为( ).
A. B. C. D.
【备注】【教师指导】
这类题型也属于常考题型,可以拆为多项式 ,
可将其看成两个二项式 ,
分别求两个二形式的通项,
分别令 和 的指数为3和3,
分别求出两个二项式的 ,再求出系数即可.
【答案】C
【解析】 ,
展开式的通项公式为 ,
令 得 ,此时 ,
展开式的通项公式为 ,
令 得 ,此时 ,
∴ 的系数为 .
故选 .
【标注】【知识点】求二项式展开式的特定项
6
巩固练习
11. 的展开式中 的系数为( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】 的展开式中:
若 提供常数项 ,则 提供含有 的项,可得展开式中 的
系数;
若 提供 项,则 提供含有 的项,可得展开式中 的系数;
由 的通项公式可得 ,
可知 时,展开式中 的系数为 ,
可知 时,展开式中 的系数为 ,
的展开式中 的系数为: .
故选 .
【标注】【知识点】二项式定理的展开式
经典例题
12. 的展开式中常数项为 .
【备注】【教师指导】
这类题目较难,需要帮学生理清思路:
可把题干变形为 ,求其通项;
也可求通项 ,将其带入到 中,得到整体通项;
令 的指数为0,求 的值,代入即可求系数.
【答案】
【解析】因为 ,其展开式的通项公式为:
,
又因为 展开式的通项公式为: ,
7
所以 的展开式的通项公式为:
,
当 , 时, ,此时求得常数项为 ,
当 , 时, ,此时求得常数项为
,
所以 的展开式中常数项为 .
故答案为 .
【标注】【知识点】求项的系数或二项式系数;求二项式展开式的特定项
巩固练习
13. 的展开式中, 的系数是 .(用数字填写答案)
【答案】
【解析】方法一: 表示 个因式的乘积,则含 的项可以是从 个因式中选一因式
提供 ,剩余 个因式提供 ,也可以是从 个因式中选 个因式提供 ,剩余 个
因式提供 ,
故含 的项为: ,
故答案为 .
方法二: 的通项为
,
令 ,则 , 或 , ,
当 , 时, 的系数为 ,
当 , 时, 的系数为 ,
∴ 的系数为 ,
故答案为 .
【标注】【知识点】求二项式展开式的特定项
3. “杨辉三角”与二项式系数
知识精讲
8
杨辉三角
因为 ,所以可以把 对应的二形式系数看成是 .
把 对应的二形式系数逐个写出,并排成数表的形式.
1
上表称为“杨辉三角”.
知识精讲
二项式系数的性质
(1)对称性:与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等,即 .
(2)增减性与最大值:
①增减性:当 时,二项式系数逐渐增大,由对称性知它的后半部分是逐渐减小的,且在中间
取得最大值;
②最大值:当 是偶数时,中间一项的二项式系数 取得最大值;当 是奇数时,中间两项的二项式系
数 , 相等,且同时取得最大值.
(3)各二项式系数和:
在二项展开式中各二项式系数之和为 .
(4)奇数项的二项式系数之和与偶数项的二项式系数之和相等:
.
经典例题
14. 在二项式 的展开式中,所有项的二项式系数之和是 ,含 项的系数是 .
9
【备注】【教师指导】
这道题第一问考查:各二项式系数之和为
第二问考查展开式中具体项的系数.
【答案】 ;
【解析】在二项式 的展开式中,所有项的二项式系数之和是 ,
而通项公式为 ,令 ,求得 ,可得含 项的
系数是 .
故答案为: ; .
【标注】【知识点】二项式定理的展开式;求二项式展开式的特定项;二项式系数的性质
巩固练习
15. 若 展开式中的所有二项式系数和为 ,则该展开式中的常数项为 .
【答案】
【解析】二项系数之和为 ,故 ,
∴ 的展开式通项为 ,
要使得展开式为常数,即 ,
解得 ,
∴常数项为 .
【标注】【知识点】求项的系数或二项式系数
经典例题
16. 的展开式中,仅有第六项的二项式系数取得最大值,则展开式中 项的系数
是 .
【备注】【教师指导】
这道题考查二项式系数性质与展开式通项综合:
首先,当 是偶数时,中间一项的二项式系数 取得最大值,可得 ;其次写出通
项,求出 ,再求系数即可.
10
【答案】
【解析】因为仅有第六项的二项式系数取得最大值,
所以 ,
所以 .
因 ,
所以 ,
所以 .
展开式中 项的系数是 .
答案为: .
【标注】【知识点】求二项式展开式的特定项;求项的系数或二项式系数;二项式系数的性质
巩固练习
17. 在 的二项展开式中,仅有第 项的二项式系数最大,则在该二项展开式中含 项的系
数为 .
【答案】
【解析】如果 是奇数,那么是中间两项的二项式系数最大,
如果 是偶数,那么是最中间项的二项式系数最大.
∵在 的二项展开式中,只有第 项的二项式系数最大,
∴ ,
∴ 的展开式的通项为
.
令 ,可得 ,
∴展开式中含 项的系数为 .
【标注】【知识点】求项的系数或二项式系数;求二项式展开式的特定项;二项式系数的性质
经典例题
11
18. 已知 的展开式中第 项与第 项的二项式系数相等,则奇数项的二项式系数和为( ).
A. B. C. D.
【备注】【教师指导】
这道题考查二项式系数的两个性质:对称性和最值问题
首先通过第5项和第9项二项式系数相等,可得 ;
其次,根据奇数项的二项式系数之和与偶数项的二项式系数之和相等:
,可得奇数项的二项式系数之和.
【答案】C
【解析】 的展开通项公式 1 ,
∵第 项和第 项二项式系数相等,
∵ ,
∵ ,
奇数项的二项式系数之和为 .
(注: , ).
【标注】【知识点】求项的系数或二项式系数;求二项式展开式的特定项;二项式系数的性质
巩固练习
19. 展开式中所有奇数项系数之和为 ,则展开式中各项系数的最大值是( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意可得: ,解得 .
则展开式中各项系数的最大值是 或 ,则 .
故选: .
【标注】【知识点】二项式系数的性质;求二项式展开式的特定项
知识讲解
求二项展开式系数和——赋值法
(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;
12
(2)对形如 的式子求其展开式的各项系数之和,只需令 即可.
(3)一般地,若 ,则:
① 展开式中各项系数之和为 ;
②奇数项系数之和为 ;
③偶数项系数之和为 .
经典例题
20. 设 ,求值:
( 1 ) .
( 2 ) .
( 3 ) .
【备注】【教师指导】
这道题考查赋值问题
第一问:令
第二问:令
第三问:由通项公式得 的奇数次方的系数都是负数,令 即可.
【答案】( 1 ) .
( 2 ) .
( 3 ) .
【解析】( 1 ) 展开式的通项公式为: ,
当 时,常数项为 ,
故 .
( 2 )令 中的 得
,
故 .
( 3 )由二项式定理, 展开式的通项公式为 ,
则 的奇数次方的负数都是系数,故
,令
中的 ,
则 即 ,
故 .
【标注】【知识点】赋值问题;二项式定理的展开式
13
巩固练习
21. 已知 ,则,
.
【答案】
【解析】∵ ,
令 得 .
【标注】【知识点】求项的系数或二项式系数;赋值问题
22. 在 的展开式中,求:
( 1 )各项系数的和.
( 2 )奇数项系数与偶数项系数和.
【答案】( 1 ) .
( 2 )奇数项的系数和为 .
偶数项的系数和为 .
【解析】( 1 )令 ,得各项系数和为 .
( 2 )令 ,得 .①
令 , ,
得 .②
① ②得 ,
∴奇数项的系数和为 .
① ②得 ,
∴偶数项的系数和为 .
【标注】【知识点】二项式定理的展开式;赋值问题;二项式系数的性质;求项的系数或二项式系
数;求二项式展开式的特定项
经典例题
23. 已知 ,求:
.
14
【备注】【教师指导】
这道题考查求偶数项系数之和: .
【答案】( 1 ) .
【解析】( 1 )在所给的等式知 中,令 可得
①,
令 可得 ②,
用①减去②再除以 可得 .
【标注】【知识点】二项式定理的展开式;赋值问题
巩固练习
24. 已知 , ,则 .
【答案】
【解析】令 ,得 ①,
令 ,得 ②,
① ②得 ,
∴ .
【标注】【知识点】求项的系数或二项式系数;二项式定理的展开式;赋值问题
经典例题
25. 若 ,则 的值为( ).
A. B. C. D.
【备注】【教师指导】
这道题可引导学生先写出通项公式并化简, ,
可得到题目中的 ,实际可令 得到
令 ,则可得到 ①
令 ,则可得到 ②
①-②可得结果.
【答案】C
15
【解析】由题意,令 得, ,
∴ ,
令 得 ,
∴ ,
∵ ,
∴ .
故选 .
【标注】【知识点】求项的系数或二项式系数;赋值问题
巩固练习
26. 若 ,则
.
【答案】
【解析】在 中,
令 ,可得 ,
令 ,可得 ,
故 ,
故答案为: .
【标注】【知识点】赋值问题;求项的系数或二项式系数;二项式定理的展开式
4. 二项式定理的应用
知识精讲
整除或取余问题
利用二项式定理处理整除或求余问题,通常把被除数写成以除数为变量的一次函数形式,然后展开,这
样,只需要考虑不含除数的个别项即可.
建议:一次函数形式转化为除数倍数加减1的形式,否则需二次展开.
经典例题
27. 除以 的余数是 .
16
【备注】【教师指导】
思路:先将题目变形为 ,按二项展开式公式展开,前71项可以被100整除,最后
两项需要单独计算.
【答案】
【解析】∵
,
又 能被 整除,
,
∴ 除以 的余数是 ,
故答案为: .
【标注】【知识点】整除问题;二项式定理的展开式
巩固练习
28. 求 除以 的余数.
【答案】 .
【解析】∵ ,
∴除了最后 项其它都能被 整除,
∴余数为 .
【标注】【知识点】整除问题;二项式定理的展开式
经典例题
29. 除以 的余数是 .
【备注】【教师指导】
本题需要多次变形:原式=
再按二项式定理展开求解.
【答案】
【解析】
17
,
显然,除了最后一项外,其余各项都能被 整除,
故它除以 的余数为 ,即它除以 的余数为 ,
故答案为: .
【标注】【知识点】整除问题;二项式系数的性质;二项式定理的展开式
巩固练习
30. 已知 ,则 除以 所得的余数是 .
【答案】
【解析】
,
∴ 除以 所得的余数是 .
故答案为: .
【标注】【知识点】整除问题;二项式定理的展开式
经典例题
31. 设 ,且 ,若 能被 整除,则 .
【备注】【教师指导】
本题可变形为 ,将其按二项式定理展开,令 ,即可求 .
【答案】
【解析】 .
∵ 能被 整除.
∴ 能被 整除.
又 ,且 ,则 .
故答案为: .
【标注】【知识点】二项式定理的展开式
18
巩固练习
32. 若 能被 整除,则 ( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为 ,
由已知可得: .
故选 .
【标注】【知识点】二项式定理的展开式;整除问题
知识精讲
用于近似计算
当 的绝对值与1相比很小且n 不太大时,常用近似公式 .展开式中保留的
项,以最后一项小数位满足要求标准.
经典例题
33. 求 的近似值.
( 1 )精确到 .
( 2 )精确到 .
【备注】【教师指导】
首先需要求得通项公式,再利用如下方法:
当 的绝对值与1相比很小且n 不太大时,常用近似公式 .展开
式中保留的项,以最后一项小数位满足要求标准.
【答案】( 1 ) .
( 2 ) .
【解析】( 1 )
,
∵ , ,
∴当精确到 时,只要展开式的前三项和, ,近似值为
.
19
( 2 )
,
∵ , ,
∴当精确到 时,只要展开式的前四项和,
,近似值为 .
【标注】【知识点】二项式系数的性质;二项式定理的展开式
巩固练习
34. 的计算结果精确到 的近似值是( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【标注】【知识点】求二项式展开式的特定项;二项式定理的展开式
三、 思维导图
你学会了吗?画出思维导图总结本课所学吧!
【备注】
四、 出门测
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35. 在 的展开式中, 的系数为 .
【答案】
【解析】∵二项式的通项公式为:
,
∵当 时, ,
∴ 的系数为 .
【标注】【知识点】二项式定理的展开式
36. 若 的展开式的所有奇数项二项式系数之和为 ,则 .
【答案】
【解析】二项展开式中,奇数项的二项式系数之和 偶数项的二项式系数之和,
即 ,
∴ .
故答案为: .
【标注】【知识点】求二项式展开式的特定项;二项式系数的性质
37. 设 ,则 等于( ).
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】设 ,
则 ,①
,②
由① ②得 ,
21
所以 .
【标注】【知识点】赋值问题;求项的系数或二项式系数
22