6.3二项式定理题型总结 讲义-2022-2023学年高二下学期数学人教A版(2019)选择性必修第三册(含答案)

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名称 6.3二项式定理题型总结 讲义-2022-2023学年高二下学期数学人教A版(2019)选择性必修第三册(含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2023-02-27 14:10:20

文档简介

6.3二项式定理题型总结
题型一:二项式通项的应用
例1 (1)6的展开式中常数项是____(用数字作答).
(2)(1+2x2)(1+x)4的展开式中x3的系数为(  )
A.12 B.16
C.20 D.24
(3)(x2+x+y)5的展开式中,x5y2的系数为(  )
A.10 B.20
C.30 D.60
方法总结:二项式通项的应用策略
(1)求二项展开式中的特定项,一般是化简二项式通项后,令字母的指数符合要求(求常数项时,指数为零;求有理项时,指数为整数等),解出项数k+1,代入通项公式即可.
(2)对于几个多项式积的展开式中的特定项问题,一般都可以根据因式连乘的规律,结合组合思想求解,但要注意适当地运用分类方法,以免重复或遗漏.
(3)对于三项式问题一般先变形化为二项式再解决.
跟踪训练
1、设n为正整数,n的展开式中仅有第5项的二项式系数最大,则展开式中的常数项为(  )
A.-112 B.112
C.-60 D.60
2、展开式中的常数项为(  )
A.90            B.20
C.540 D.600
3、(x+y)5的展开式中x3y3的系数为(  )
A.5 B.10
C.15 D.20
4、在(1-x)5+(1-x)6+(1-x)7+(1-x)8的展开式中,含x3的项的系数是(  )
A.74 B.121
C.-74 D.-121
5、(x+y)5的展开式中x3y3的系数为(  )
A.5 B.10 C.15 D.20
6、(x2-x+1)10的展开式中x3项的系数为(  )
A.-210 B.210
C.30 D.-30
7、的展开式中x2y2项的系数是(  )
A.420 B.-420
C.1 680 D.-1 680
8、6的展开式中,常数项为____;系数最大的项是____.
9、在(x2-x-2)5的展开式中,x3的系数为(  )
A.-40 B.160
C.120 D.200
10、(1+2x2)(1+x)4的展开式中x3的系数为(  )
A.12 B.16
C.20 D.24
11、的展开式中的常数项为(  )
A.1 B.21
C.31 D.51
12、(x+1)5(x-2)的展开式中x2的系数为________.
13、二项式8的展开式的常数项是____.
14、在二项式(+x)9的展开式中,常数项是________,系数为有理数的项的个数是________.
15、在(2x-1)6的展开式中,x3的系数是________.(用数字作答)
16、的展开式中所有的有理项为________.
17、已知的展开式中第2项与第3项的二项式系数之比是2∶5,则x3的系数为________.
18、(1+2x-3x2)5展开式中x5的系数为________.
19、在5的展开式中,x2的系数为____.
20、已知(x-1)(ax+1)6的展开式中含x2项的系数为0,则正实数a=________.
21、若5的展开式中的常数项为-,则实数a的值为____.
22、若(3x2-a)5的展开式中x3的系数为-80,则a=____.
23、已知二项式n的展开式中第2项与第3项的二项式系数之比是2∶5,则x3的系数为____.
题型二:各二项式系数和与各项系数和
例2(1)已知二项式的展开式的二项式系数和为64,则展开式中的有理项系数和为________.
(2)若(2-x)7=a0+a1(1+x)+a2·(1+x)2+…+a7(1+x)7,则a0+a1+a2+…+a6的值为________.
方法总结:赋值法求系数和的应用技巧
(1)对形如(ax+b)n,(ax2+bx+c)m(a,b,c∈R)的式子求其展开式的各项系数之和,常用赋值法,只需令x=1即可;对形如(ax+by)n(a,b∈R)的式子求其展开式各项系数之和,只需令x=y=1即可.
(2)若f(x)=a0+a1x+a2x2+…+anxn,则f(x)展开式中各项系数之和为f(1),偶次项系数之和为a0+a2+a4+…=,奇次项系数之和为a1+a3+a5+…=.令x=0,可得a0=f(0).
跟踪训练
1、若(1-2x)2 021=a0+a1x+a2x2+a3x3+…+a2 021x2 021(x∈R),则下列结论中正确的个数为(  )
①a0=1
②a1+a3+a5+…+a2 021=
③a0+a2+a4+…+a2 020=
④+++…+=-1
A.1 B.2
C.3 D.4
2、已知(x3+)n的展开式中各项的二项式系数之和为32,且各项系数和为243,则展开式中x7的系数为(  )
A.20 B.30
C.40 D.50
3、在的展开式中,各项系数和与二项式系数和之比为64∶1,则x3的系数为(  )
A.15    B.45    C.135    D.405
4、若(1-x)9=a0+a1x+a2x2+…+a9x9,则|a1|+|a2|+|a3|+…+|a9|=(  )
A.1 B.513 C.512 D.511
5、已知(2x-m)7=a0+a1(1-x)+a2(1-x)2+…+a7(1-x)7,若a0+++…+=-128,则(  )
A.m=2
B.a3=280
C.a0=1
D.-a1+2a2-3a3+4a4-5a5+6a6-7a7=14
6、若x5=a0+a1(x-2)+a2(x-2)2+…+a5(x-2)5,则a0=(  )
A.-32 B.-2
C.1 D.32
7、已知(1+x)n的展开式中第4项与第8项的二项式系数相等,则奇数项的二项式系数和为(  )
A.212 B.211
C.210 D.29
8、在n的展开式中,各项系数和与二项式系数和之比为64,则x3的系数为(  )
A.15 B.45
C.135 D.405
9、已知=a0+a1x+a2x2+…+anxn,若a0+a1+a2+…+an=16,则自然数n=(  )
A.6 B.5
C.4 D.3
10、1+(1+x)+(1+x)2+…+(1+x)n的展开式的各项系数之和为(  )
A.2n-1 B.2n-1
C.2n+1-1 D.2n
11、若的展开式中x3的系数是-160,则下列说法错误的是(  )
A.a=- B.所有项系数之和为1
C.二项式系数之和为64 D.常数项为-320
12、设(1+x2)(2-x)4=a0+a1(x-1)+a2(x-1)2+a3(x-1)3+a4(x-1)4+a5(x-1)5+a6(x-1)6,则(1)a0=____;
(2)a1+a3+a5=____;
(3)(a0+a2+a4+a6)2-(a1+a3+a5)2=____;
(4)a2=____;
(5)a0+a2+a4+a6=____.
(6)a1+2a2+…+6a6=____.
13、已知多项式(x-1)3+(x+1)4=x4+a1x3+a2x2+a3x+a4,则a1=________;a2+a3+a4=________.
14、若(2-x)17=a0+a1(1+x)+a2(1+x)2+…+a16(1+x)16+a17(1+x)17,则
(1)a0+a1+a2+…+a16=________;
(2)a1+2a2+3a3+…+16a16=________.
题型三:二项展开式中的系数最值问题
例3 (1)二项式(x+)n的展开式中只有第11项的二项式系数最大,则展开式中x的指数为整数的项的个数为(  )
A.3     B.5     C.6     D.7
(2)已知(+x2)2n的展开式的二项式系数和比(3x-1)n的展开式的二项式系数和大992,则在的展开式中,二项式系数最大的项为________,系数的绝对值最大的项为________.
方法总结:求解二项展开式中系数的最值策略
(1)求二项式系数的最大值,则依据(a+b)n中n的奇偶及二项式系数的性质求解.
(2)求展开式中项的系数的最大值,由于展开式中项的系数是离散型变量,设展开式各项的系数分别为A1,A2,…,An+1,且第k项系数最大,因此在系数均为正值的前提下,求展开式中项的系数的最大值只需解不等式组即得结果.
跟踪训练
1、展开式中系数最大的项是(  )
A.第2项 B.第4项
C.第2项和第3项 D.第3项和第4项
2、在的展开式中,只有第5项的二项式系数最大,则展开式的常数项是(  )
A.-7 B.7 C.-28 D.28
3、已知二项式n的展开式中所有项的系数和为512,函数f(r)=C,r∈[0,n]且r∈N,则函数f(r)取最大值时r的取值为(  )
A.4 B.5
C.4或5 D.6
4、已知n的展开式中前三项的系数成等差数列.
①求n的值;
②求展开式中系数最大的项.6.3二项式定理题型总结(答案)
题型一:二项式通项的应用
例1 (1)6的展开式中常数项是__240__(用数字作答).
(2)(1+2x2)(1+x)4的展开式中x3的系数为( A )
A.12 B.16
C.20 D.24
(3)(x2+x+y)5的展开式中,x5y2的系数为( C )
A.10 B.20
C.30 D.60
解:(1)展开式的通项为Tr+1=C(x2)6-r·r=2rCx12-3r,令12-3r=0,解得r=4,故常数项为24C=240.
(2)(1+x)4的二项展开式的通项为
Tk+1=Cxk(k=0,1,2,3,4),
故(1+2x2)(1+x)4的展开式中x3的系数为C+2C=12.故选A.
(3)(x2+x+y)5=[(x2+x)+y]5,
含y2的项为T3=C(x2+x)3·y2.
其中(x2+x)3中含x5的项为Cx4·x=Cx5.
所以x5y2的系数为CC=30.故选C.
方法总结:二项式通项的应用策略
(1)求二项展开式中的特定项,一般是化简二项式通项后,令字母的指数符合要求(求常数项时,指数为零;求有理项时,指数为整数等),解出项数k+1,代入通项公式即可.
(2)对于几个多项式积的展开式中的特定项问题,一般都可以根据因式连乘的规律,结合组合思想求解,但要注意适当地运用分类方法,以免重复或遗漏.
(3)对于三项式问题一般先变形化为二项式再解决.
跟踪训练
1、设n为正整数,n的展开式中仅有第5项的二项式系数最大,则展开式中的常数项为( B )
A.-112 B.112
C.-60 D.60
解:依题意得,n=8,所以展开式的通项Tr+1=Cx8-r·r=Cx8-4r(-2)r,令8-4r=0,解得r=2,所以展开式中的常数项为 T3=C(-2)2=112.
2、展开式中的常数项为( C )
A.90            B.20
C.540 D.600
3、(x+y)5的展开式中x3y3的系数为( C )
A.5 B.10
C.15 D.20
解:(x+y)5的展开式的通项Tr+1=Cx5-ryr,
∴(x+y)5的展开式中x3y3的系数为C+C=15,故选C.
4、在(1-x)5+(1-x)6+(1-x)7+(1-x)8的展开式中,含x3的项的系数是( D )
A.74 B.121
C.-74 D.-121
解:选D.展开式中含x3的项的系数为C(-1)3+C(-1)3+C(-1)3+C(-1)3=-121.
5、(x+y)5的展开式中x3y3的系数为( C )
A.5 B.10 C.15 D.20
因为(x+y)5的展开式的第r+1项Tr+1=Cx5-ryr,所以(x+)(x+y)5的展开式中x3y3的系数为C+C=15.故选C.
6、(x2-x+1)10的展开式中x3项的系数为(  )
A.-210 B.210
C.30 D.-30
解:(x2-x+1)10=[x2-(x-1)]10=C(x2)10-C(x2)9(x-1)+…-Cx2(x-1)9+C(x-1)10,所以含x3项的系数为-CC+C(-C)=-210.
7、的展开式中x2y2项的系数是(  )
A.420 B.-420
C.1 680 D.-1 680
解:表示8个因式的乘积,故其中有2个因式取2x,有2个因式取-,其余的4个因式都取1,可得x2y2项.故展开式中x2y2项的系数是C×22×C×C=420,故选A.
8、6的展开式中,常数项为__60__;系数最大的项是__240x6__.
解: 6的展开式的通项为
C·(2x2)6-k·k=C·26-k·x12-3k,
令12-3k=0,得k=4,所以,展开式中的常数项为C·22=60;
令ak=C·26-k(k∈N,k≤6),
令,即,
解得≤n≤,∵n∈N,∴n=2,因此,展开式中系数最大的项为C·24·x6=240x6.
9、在(x2-x-2)5的展开式中,x3的系数为( C )
A.-40 B.160
C.120 D.200
10、(1+2x2)(1+x)4的展开式中x3的系数为( A )
A.12 B.16
C.20 D.24
11、的展开式中的常数项为( D )
A.1 B.21
C.31 D.51
12、(x+1)5(x-2)的展开式中x2的系数为___-15_____.
解:(x+1)5(x-2)=x(x+1)5-2(x+1)5展开式中含有x2的项为-20x2+5x2=-15x2.故x2的系数为-15.
13、二项式8的展开式的常数项是__7__.
解:Tr+1=C()8-r· r=Cx,由8-4r=0得r=2,故常数项为T3=C=7.
14、在二项式(+x)9的展开式中,常数项是________,系数为有理数的项的个数是________.
解:该二项展开式的第k+1项为Tk+1=C()9-k·xk,当k=0时,第1项为常数项,所以常数项为()9=16;当k=1,3,5,7,9时,展开式的项的系数为有理数,所以系数为有理数的项的个数为5.
15、在(2x-1)6的展开式中,x3的系数是________.(用数字作答)
解析:由题意得,(2x-1)6的展开式中含x3的项为xC(2x)2(-1)4+C(2x)4(-1)2=-180x3,所以展开式中x3的系数为-180.
16、的展开式中所有的有理项为________.
解析:二项式通项为Tk+1=Ckx,由题意得∈Z,且0≤k≤10,k∈N.令=r(r∈Z),则10-2k=3r,k=5-r,因为k∈N,所以r应为偶数.所以r可取2,0,-2,即k可取2,5,8,所以第3项,第6项与第9项为有理项,它们分别为x2,-,x-2.
17、已知的展开式中第2项与第3项的二项式系数之比是2∶5,则x3的系数为___240_____.
18、(1+2x-3x2)5展开式中x5的系数为________.
解:(1+2x-3x2)5=(1-x)5(1+3x)5,所以x5的系数为CC35+C(-1)C34+C(-1)2C33+C(-1)3C32+C(-1)4C31+C(-1)5C30=92.
19、在5的展开式中,x2的系数为__-960__.
20、已知(x-1)(ax+1)6的展开式中含x2项的系数为0,则正实数a=________.
解:(ax+1)6的展开式中x2项的系数为Ca2,x项的系数为Ca,由(x-1)(ax+1)6的展开式中含x2项的系数为0,可得-Ca2+Ca=0,因为a为正实数,所以15a=6,所以a=.
21、若5的展开式中的常数项为-,则实数a的值为__-__.
22、若(3x2-a)5的展开式中x3的系数为-80,则a=__-4__.
23、已知二项式n的展开式中第2项与第3项的二项式系数之比是2∶5,则x3的系数为__240__.
题型二:各二项式系数和与各项系数和
例2(1)已知二项式的展开式的二项式系数和为64,则展开式中的有理项系数和为________.
(2)若(2-x)7=a0+a1(1+x)+a2·(1+x)2+…+a7(1+x)7,则a0+a1+a2+…+a6的值为________.
解:(1)因为二项式的展开式的二项式系数和为64,所以2n=64,即n=6,所以二项式通项为Tr+1=C(2x)6-r·=C26-r(-1)rx9-r,r=0,1,2,3,4,5,6.
所以展开式中有理项是r=0或r=6时对应的项,所以展开式中有理项系数和为C26(-1)0+C20(-1)6=65.
(2)令x=0得a0+a1+a2+…+a7=27=128,
又(2-x)7=[3-(x+1)]7,
则a7(1+x)7=C·30·[-(x+1)]7,解得a7=-1.
故a0+a1+a2+…+a6=128-a7=128+1=129.
方法总结:赋值法求系数和的应用技巧
(1)对形如(ax+b)n,(ax2+bx+c)m(a,b,c∈R)的式子求其展开式的各项系数之和,常用赋值法,只需令x=1即可;对形如(ax+by)n(a,b∈R)的式子求其展开式各项系数之和,只需令x=y=1即可.
(2)若f(x)=a0+a1x+a2x2+…+anxn,则f(x)展开式中各项系数之和为f(1),偶次项系数之和为a0+a2+a4+…=,奇次项系数之和为a1+a3+a5+…=.令x=0,可得a0=f(0).
跟踪训练
1、若(1-2x)2 021=a0+a1x+a2x2+a3x3+…+a2 021x2 021(x∈R),则下列结论中正确的个数为( C )
①a0=1
②a1+a3+a5+…+a2 021=
③a0+a2+a4+…+a2 020=
④+++…+=-1
A.1 B.2
C.3 D.4
2、已知(x3+)n的展开式中各项的二项式系数之和为32,且各项系数和为243,则展开式中x7的系数为( C )
A.20 B.30
C.40 D.50
3、在的展开式中,各项系数和与二项式系数和之比为64∶1,则x3的系数为( C )
A.15    B.45    C.135    D.405
4、若(1-x)9=a0+a1x+a2x2+…+a9x9,则|a1|+|a2|+|a3|+…+|a9|=( D )
A.1 B.513 C.512 D.511
5、已知(2x-m)7=a0+a1(1-x)+a2(1-x)2+…+a7(1-x)7,若a0+++…+=-128,则( D )
A.m=2
B.a3=280
C.a0=1
D.-a1+2a2-3a3+4a4-5a5+6a6-7a7=14
6、若x5=a0+a1(x-2)+a2(x-2)2+…+a5(x-2)5,则a0=( D )
A.-32 B.-2
C.1 D.32
7、已知(1+x)n的展开式中第4项与第8项的二项式系数相等,则奇数项的二项式系数和为( D )
A.212 B.211
C.210 D.29
8、在n的展开式中,各项系数和与二项式系数和之比为64,则x3的系数为( C )
A.15 B.45
C.135 D.405
9、已知=a0+a1x+a2x2+…+anxn,若a0+a1+a2+…+an=16,则自然数n=( C )
A.6 B.5
C.4 D.3
10、1+(1+x)+(1+x)2+…+(1+x)n的展开式的各项系数之和为( C )
A.2n-1 B.2n-1
C.2n+1-1 D.2n
11、若的展开式中x3的系数是-160,则下列说法错误的是( D )
A.a=- B.所有项系数之和为1
C.二项式系数之和为64 D.常数项为-320
12、设(1+x2)(2-x)4=a0+a1(x-1)+a2(x-1)2+a3(x-1)3+a4(x-1)4+a5(x-1)5+a6(x-1)6,则(1)a0=__2__;
(2)a1+a3+a5=__-8__;
(3)(a0+a2+a4+a6)2-(a1+a3+a5)2=__0__;
(4)a2=__5__;
(5)a0+a2+a4+a6=__8__.
(6)a1+2a2+…+6a6=__0__.
13、已知多项式(x-1)3+(x+1)4=x4+a1x3+a2x2+a3x+a4,则a1=____5____;a2+a3+a4=___10_____.
14、若(2-x)17=a0+a1(1+x)+a2(1+x)2+…+a16(1+x)16+a17(1+x)17,则
(1)a0+a1+a2+…+a16=___217+1_____;
(2)a1+2a2+3a3+…+16a16=___17-17×216_____.
题型三:二项展开式中的系数最值问题
例3 (1)二项式(x+)n的展开式中只有第11项的二项式系数最大,则展开式中x的指数为整数的项的个数为(  )
A.3     B.5     C.6     D.7
(2)已知(+x2)2n的展开式的二项式系数和比(3x-1)n的展开式的二项式系数和大992,则在的展开式中,二项式系数最大的项为________,系数的绝对值最大的项为________.
解: (1)由题意得n=20,
所以的二项式通项为
Tr+1=C·(x)20-r·
=()20-r·C·x20-,
要使x的指数是整数,需r是3的倍数,
所以r=0,3,6,9,12,15,18,
所以x的指数是整数的项共有7项.
(2)由题意知,22n-2n=992,即(2n-32)·(2n+31)=0,故2n=32,解得n=5.由二项式系数的性质知,的展开式中第6项的二项式系数最大,故二项式系数最大的项为T6=C(2x)5·=-8 064.设第k+1项的系数的绝对值最大,则Tk+1=C·(2x)10-k·=(-1)kC·210-k·x10-2k,令

即解得≤k≤,
因为k∈Z,所以k=3.
故系数的绝对值最大的项是第4项,T4=-C·27·x4=-15 360x4.
故二项式系数最大的项为-8 064,系数的绝对值最大的项为-15 360x4.
方法总结:求解二项展开式中系数的最值策略
(1)求二项式系数的最大值,则依据(a+b)n中n的奇偶及二项式系数的性质求解.
(2)求展开式中项的系数的最大值,由于展开式中项的系数是离散型变量,设展开式各项的系数分别为A1,A2,…,An+1,且第k项系数最大,因此在系数均为正值的前提下,求展开式中项的系数的最大值只需解不等式组即得结果.
跟踪训练
1、展开式中系数最大的项是( D )
A.第2项 B.第4项
C.第2项和第3项 D.第3项和第4项
2、在的展开式中,只有第5项的二项式系数最大,则展开式的常数项是( B )
A.-7 B.7 C.-28 D.28
3、已知二项式n的展开式中所有项的系数和为512,函数f(r)=C,r∈[0,n]且r∈N,则函数f(r)取最大值时r的取值为( C )
A.4 B.5
C.4或5 D.6
4、已知n的展开式中前三项的系数成等差数列.
①求n的值;
②求展开式中系数最大的项.
解: ①由题设,得C+×C=2××C,
即n2-9n+8=0,解得n=8,n=1(舍去).
②设第r+1项的系数最大,则
即解得r=2或r=3.
所以系数最大的项为T3=7x5,T4=7x.