培优课 二项式定理的综合应用
1.在x(1+x)6的展开式中,含x3项的系数为( )
A.30 B.20
C.15 D.10
2.(x3-2x2+x)3的展开式中x6的系数为( )
A.-1 B.1
C.-20 D.20
3.9192被100除所得的余数为( )
A.1 B.81
C.-81 D.992
4.在(1+x)5+(1+x)6+(1+x)7的展开式中,x4的系数是首项为-2,公差为3的等差数列的( )
A.第11项 B.第13项
C.第18项 D.第20项
5.(+x)(1-)4的展开式中x的系数是( )
A.1 B.2
C.3 D.12
6.(多选)对于二项式(+)n(+x3)n(n∈N*),以下判断正确的有( )
A.存在n∈N*,使展开式中有常数项
B.对任意n∈N*,展开式中没有常数项
C.对任意n∈N*,展开式中没有x的一次项
D.存在n∈N*,使展开式中有x的一次项
7.(++)5(x>0)的展开式中的常数项为 .
8.设(1+x+x2)n=a0+a1x+a2x2+…+a2nx2n,则a0+a2+a4+…+a2n= .
9.若(x2-a)(x+)10的展开式中x6的系数为30,则a= .
10.设的小数部分为x,则x4+16x3+96x2+256x= .
11.求证:32n+2-8n-9(n∈N*)能被64整除.
12.已知(ax2+)n的展开式中所有项的二项式系数和为128,各项系数和为-1.
(1)求n和a的值;
(2)求(2x-1)(ax2+)n的展开式中的常数项.
13.当n∈N,且n>1时,求证:2<(1+)n<3.
培优课 二项式定理的综合应用
1.C 因为(1+x)6的展开式的通项为Tk+1=xk,所以x(1+x)6的展开式中含x3的项为x3=15x3,所以含x3项的系数为15.
2.C (x3-2x2+x)3=x3(x-1)6,因此所求x6的系数即为(x-1)6的展开式中x3的系数,由二项式定理知系数为(-1)3=-20.
3.B 9192=(90+1)92=×9092+×9091+…+×902+×90+.前91项均能被100整除,剩下两项为92×90+1=8 281,显然8 281除以100所得的余数为81.故9192被100除所得的余数为81.
4.D (1+x)5+(1+x)6+(1+x)7的展开式中,x4的系数为++=++=55,以-2为首项,3为公差的等差数列的通项公式为an=-2+3(n-1)=3n-5,令an=55,即3n-5=55,解得n=20.
5.C 根据题意,所给式子的展开式中含x的项,由(1-)4展开式中的常数项乘(+x)中的x以及(1-)4展开式中的含x2的项乘(+x)中的两部分合并而成,所以所求系数为1+1×2=3.
6.AD (+)n的展开式的通项为Tr+1=·3r·,r=0,1,2,…,n,(+x3)n的展开式的通项为Tk+1=·x4k-n,k=0,1,2,…,n.则二项式(+)n(+x3)n(n∈N*)的展开式的通项为·3r···x4k-n,未知数x的次数为+4k-n=--+4k,令--+4k=0,即3r+n=8k,r=1,k=1,n=5是其中一组解,此时,·3r···x4k-n=×3×=75,故展开式中有常数项,且常数项的系数不为0,故A正确,B错误;令--+4k=1,即3r+n+2=8k,r=0,k=1,n=6是其中一组解,此时,·3r···x4k-n=×30×x3××x-2=6x,故展开式中有x的一次项,且一次项的系数不为0,故D正确,C错误.
7. 解析:(++)5(x>0)可化为(+)10,因而Tr+1=·()10-r·()10-2r,令10-2r=0,得r=5,故展开式中的常数项为·()5=.
8. 解析:令x=1,得3n=a0+a1+a2+…+a2n-1+a2n ①.令x=-1,得1=a0-a1+a2-…-a2n-1+a2n ②.①+②得3n+1=2(a0+a2+…+a2n),∴a0+a2+…+a2n=.
9.2 解析:(x+)10的展开式的通项为Tr+1=x10-r()r=x10-2r,令10-2r=4,解得r=3,所以x4的系数为;令10-2r=6,解得r=2,所以x6的系数为,所以(x2-a)(x+)10的展开式中x6的系数为-a=30,解得a=2.
10.2 解析:由5>>=4,得的整数部分为4,则=x+4,所以(x+4)4=258,即x4+4x3+16x2+64x+256=x4+16x3+96x2+256x+256=258,故x4+16x3+96x2+256x=2.
11.证明:32n+2-8n-9
=(8+1)n+1-8n-9
=8n+1+8n+…+82+8+-8n-9
=8n+1+8n+…+82+8(n+1)+1-8n-9
=8n+1+8n+…+82.
上式中的每一项都含有82,故原式能被64整除.
12.解:(1)由条件可得
解得
(2)(2x-1)(ax2+)n=(2x-1)·(-2x2+x-1)7.
∵(-2x2+x-1)7展开式的通项为Tk+1=(-2x2)7-k(x-1)k
=(-2)7-kx14-3k.
∴当14-3k=-1,
即k=5时,2x·(-2)2x-1=168;
当14-3k=0,即k=时,舍去.
∴所求的常数项为168.
13.证明:(1+)n=+×+()2+…+()n=1+1+×+×+…+×
=2+×+…+×<2++…+<2+++…+=2+=3-()n-1<3.
显然(1+)n=1+1+×+×+…+×>2.
所以2<(1+)n<3.
1 / 1 二项式定理的综合应用
题型一 求两个多项式乘积的特定项问题
【例1】 (1)(x2+1)(2x-)6的展开式中常数项为 ;
(2)(2022·新高考Ⅰ卷13题)(x+y)8的展开式中x2y6的系数为 (用数字作答).
通性通法
两个二项式乘积的展开式中特定项问题
(1)分别对每个二项展开式进行分析,发现它们各自项的特点;
(2)找到构成展开式中特定项的组成部分;
(3)分别求解再相乘,求和即得.
【跟踪训练】
1.若(2x-)n的展开式中二项式系数之和为32,则(x+2y)(x-y)n的展开式中x2y4的系数为 .
2.已知(2x-a)(x+)6的展开式中x2的系数为-240,则a= .
题型二 三项展开式问题
【例2】 (2024·青岛月考)(1+x+x2)5展开式中所有项的系数和是 ,含x3的项的系数是 .
通性通法
解决三项展开式问题的方法
【跟踪训练】
1.(x+2+)3展开式中的常数项为( )
A.6 B.15
C.20 D.28
2.(x-2y+z)8的展开式共有 项,其中含x3y3z2的项的系数是 .(用数字作答)
题型三 有关整除或求余数问题
【例3】 (1)今天是星期一,今天是第1天,那么第810天是星期( )
A.一 B.二
C.三 D.四
(2)用二项式定理证明1110-1能被100整除.
通性通法
整除性问题或求余数问题的处理方法
(1)解决这类问题,必须构造一个与题目条件有关的二项式;
(2)用二项式定理处理这类问题,通常把被除数的底数写成除数(或与除数密切关联的数)与某数的和或差的形式,再用二项式定理展开,只考虑后面(或者是前面)的几项就可以了.
【跟踪训练】
已知3×1010+a(0≤a<11)能被11整除,则实数a的值为 .
培优课 二项式定理的综合应用
【典型例题·精研析】
【例1】 (1)-100 (2)-28
解析:(1)(2x-)6展开式的通项为Tk+1=·(2x)6-k(-x-1)k=(-1)k·26-kx6-2k,令6-2k=0,则k=3,令6-2k=-2,则k=4,所以常数项为-23+22=-160+60=-100.
(2)(x+y)8展开式的通项Tr+1=x8-ryr,r=0,1,…,7,8.令r=6,得T6+1=x2y6,令r=5,得T5+1=x3y5,所以(x+y)8的展开式中x2y6的系数为-=-28.
跟踪训练
1.-15 解析:由(2x-)n的展开式中二项式系数之和为32得,2n=32,故n=5,(x-y)n的展开式通项为(-1)kx5-kyk,故x2y4的项为+(-1·2,k1=4,k2=3,即(-1)4x2y4+(-1)32x2y4=-15x2y4.
2.4 解析:(x+)6的展开式的通项公式为Tk+1=x6-k()k=2kx6-2k(k=0,1,2,3,4,5,6),令6-2k=1,得k=(舍去);令6-2k=2,得k=2.故(2x-a)(x+)6的展开式中x2的系数为-a22=-240,解得a=4.
【例2】 243 30 解析:令x=1,则所有项的系数和是(1+1+12)5=243;
法一 因为(1+x+x2)5的通项为(1+x)5-rx2r(r=0,1,2,3,4,5),所以当r=0时,需求(1+x)5展开式中的x3项为x3;当r=1时,需求(1+x)4展开式中的x项为x;所以含x3的项的系数是+=20+10=30.
法二 (1+x+x2)5是5个式子(1+x+x2)连乘,欲求含x3=x·x·x=x2·x的项的系数,只需在5个式子(1+x+x2)中选三个括号提供x,两个括号提供1;或者一个括号提供x,一个括号提供x2,三个括号提供1即可,所以含x3的项的系数是+=10+20=30.
跟踪训练
1.C 因为(x+2+)3=[]3=,所以展开式中的常数项即分子(x+1)6展开式中x3的系数,即=20.故选C.
2.45 -4 480 解析:因为(x-2y+z)8=[(x-2y)+z]8=(x-2y)8+(x-2y)7z+…+(x-2y)z7+z8,由二项式定理可知,(x+y)n展开式中共有n+1项,所以(x-2y+z)8的展开式共有9+8+…+2+1=45项.(x-2y+z)8是8个(x-2y+z)连乘,欲求x3y3z2的系数,只需要在8个(x-2y+z)式子中选定三个(x-2y+z)内提供x,在剩下的5个(x-2y+z)中选定三个(x-2y+z)内提供y,剩下的最后两个(x-2y+z)提供z,则x3y3z2的系数是·(-2)3·=-4 480.
【例3】 (1)A 求第810天是星期几,实质是求810除以7的余数.因为810=(7+1)10=710+×79+…+×7+1=7M+1(M∈N*),所以第810天相当于第1天,故为星期一.
(2)证明:因为1110-1=(10+1)10-1
=(1010+×109+…+×10+1)-1
=1010+×109+×108+…+102
=100(108+×107+×106+…+1).
故1110-1能被100整除.
跟踪训练
8 解析:3×1010+a=3×(11-1)10+a=3×[1110+119×(-1)+…+(-1)10]+a=3(1110-119+…-×11)+3×1+a.因为3×1010+a能被11整除,所以3+a能被11整除.又因为0≤a<11,所以a=8.
2 / 2(共34张PPT)
培优课
二项式定理的综合应用
目录
典型例题·精研析
01
知能演练·扣课标
02
典型例题·精研析
01
课堂互动 关键能力提升
题型一 求两个多项式乘积的特定项问题
【例1】 (1)(x2+1)(2x- )6的展开式中常数项为
;
解析: (2x- )6展开式的通项为Tk+1= ·(2x)6-k
(-x-1)k=(-1)k·26-k x6-2k,令6-2k=0,则k=3,
令6-2k=-2,则k=4,所以常数项为-23 +22 =-160
+60=-100.
-
100
(2)(2022·新高考Ⅰ卷13题) (x+y)8的展开式中x2y6的系
数为 (用数字作答).
解析: (x+y)8展开式的通项Tr+1= x8-ryr,r=0,
1,…,7,8.令r=6,得T6+1= x2y6,令r=5,得T5+1=
x3y5,所以 (x+y)8的展开式中x2y6的系数为 -
=-28.
-28
通性通法
两个二项式乘积的展开式中特定项问题
(1)分别对每个二项展开式进行分析,发现它们各自项的特点;
(2)找到构成展开式中特定项的组成部分;
(3)分别求解再相乘,求和即得.
【跟踪训练】
1. 若(2x- )n的展开式中二项式系数之和为32,则(x+2y)(x
-y)n的展开式中x2y4的系数为 .
解析:由(2x- )n的展开式中二项式系数之和为32得,2n=
32,故n=5,(x-y)n的展开式通项为(-1)k x5-kyk,故
x2y4的项为(-1 +(-1 2 ,
k1=4,k2=3,即(-1)4 x2y4+(-1)32 x2y4=-15x2y4.
-15
2. 已知(2x-a)(x+ )6的展开式中x2的系数为-240,则a
= .
解析:(x+ )6的展开式的通项公式为Tk+1= x6-k( )k=
2kx6-2k(k=0,1,2,3,4,5,6),令6-2k=1,得k=
(舍去);令6-2k=2,得k=2.故(2x-a)(x+ )6的展开
式中x2的系数为-a 22=-240,解得a=4.
4
题型二 三项展开式问题
【例2】 (2024·青岛月考)(1+x+x2)5展开式中所有项的系数和
是 ,含x3的项的系数是 .
解析:令x=1,则所有项的系数和是(1+1+12)5=243;
243
30
法一 因为(1+x+x2)5的通项为 (1+x)5-rx2r(r=0,1,
2,3,4,5),所以当r=0时,需求(1+x)5展开式中的x3项为
x3;当r=1时,需求(1+x)4展开式中的x项为 x;所以含x3的项
的系数是 + =20+10=30.
法二 (1+x+x2)5是5个式子(1+x+x2)连乘,欲求含x3=
x·x·x=x2·x的项的系数,只需在5个式子(1+x+x2)中选三个括号
提供x,两个括号提供1;或者一个括号提供x,一个括号提供x2,三
个括号提供1即可,所以含x3的项的系数是 + =10+20
=30.
通性通法
解决三项展开式问题的方法
【跟踪训练】
1. (x+2+ )3展开式中的常数项为( )
A. 6 B. 15
C. 20 D. 28
解析: 因为(x+2+ )3=[ ]3= ,所以
展开式中的常数项即分子(x+1)6展开式中x3的系数,即 =
20.故选C.
2. (x-2y+z)8的展开式共有 项,其中含x3y3z2的项的系数
是 .(用数字作答)
解析:因为(x-2y+z)8=[(x-2y)+z]8= (x-2y)8
+ (x-2y)7z+…+ (x-2y)z7+ z8,由二项式定理
可知,(x+y)n展开式中共有n+1项,所以(x-2y+z)8的展
开式共有9+8+…+2+1=45项.(x-2y+z)8是8个(x-2y+
z)连乘,欲求x3y3z2的系数,只需要在8个(x-2y+z)式子中
选定三个(x-2y+z)内提供x,在剩下的5个(x-2y+z)中
选定三个(x-2y+z)内提供y,剩下的最后两个(x-2y+z)
提供z,则x3y3z2的系数是 · (-2)3· =-4 480.
45
-4 480
题型三 有关整除或求余数问题
【例3】 (1)今天是星期一,今天是第1天,那么第810天是星期
( )
A. 一 B. 二
C. 三 D. 四
解析: 求第810天是星期几,实质是求810除以7的余数.因为
810=(7+1)10=710+ ×79+…+ ×7+1=7M+1
(M∈N*),所以第810天相当于第1天,故为星期一.
证明:因为1110-1=(10+1)10-1
=(1010+ ×109+…+ ×10+1)-1
=1010+ ×109+ ×108+…+102
=100(108+ ×107+ ×106+…+1).
故1110-1能被100整除.
(2)用二项式定理证明1110-1能被100整除.
通性通法
整除性问题或求余数问题的处理方法
(1)解决这类问题,必须构造一个与题目条件有关的二项式;
(2)用二项式定理处理这类问题,通常把被除数的底数写成除数
(或与除数密切关联的数)与某数的和或差的形式,再用二项
式定理展开,只考虑后面(或者是前面)的几项就可以了.
【跟踪训练】
已知3×1010+a(0≤a<11)能被11整除,则实数a的值为 .
解析:3×1010+a=3×(11-1)10+a=3×[1110+ 119×(-
1)+…+ (-1)10]+a=3(1110- 119+…- ×11)+
3×1+a.因为3×1010+a能被11整除,所以3+a能被11整除.又因为
0≤a<11,所以a=8.
8
知能演练·扣课标
02
课后巩固 核心素养落地
1. 在x(1+x)6的展开式中,含x3项的系数为( )
A. 30 B. 20
C. 15 D. 10
解析: 因为(1+x)6的展开式的通项为Tk+1= xk,所以x
(1+x)6的展开式中含x3的项为 x3=15x3,所以含x3项的系数
为15.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
2. (x3-2x2+x)3的展开式中x6的系数为( )
A. -1 B. 1
C. -20 D. 20
解析: (x3-2x2+x)3=x3(x-1)6,因此所求x6的系数即
为(x-1)6的展开式中x3的系数,由二项式定理知系数为 (-
1)3=-20.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
3.9192被100除所得的余数为( )
A. 1 B. 81
C. -81 D. 992
解析: 9192=(90+1)92= ×9092+ ×9091+…+
×902+ ×90+ .前91项均能被100整除,剩下两项为92×90
+1=8 281,显然8 281除以100所得的余数为81.故9192被100除所得
的余数为81.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
4. 在(1+x)5+(1+x)6+(1+x)7的展开式中,x4的系数是首
项为-2,公差为3的等差数列的( )
A. 第11项 B. 第13项
C. 第18项 D. 第20项
解析: (1+x)5+(1+x)6+(1+x)7的展开式中,x4的
系数为 + + = + + =55,以-2为首项,3为公
差的等差数列的通项公式为an=-2+3(n-1)=3n-5,令an
=55,即3n-5=55,解得n=20.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
5. ( +x)(1- )4的展开式中x的系数是( )
A. 1 B. 2
C. 3 D. 12
解析: 根据题意,所给式子的展开式中含x的项,由(1-
)4展开式中的常数项乘( +x)中的x以及(1- )4展开
式中的含x2的项乘( +x)中的 两部分合并而成,所以所求系数
为1+1×2=3.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
6. (多选)对于二项式( + )n( +x3)n(n∈N*),以下判
断正确的有( )
A. 存在n∈N*,使展开式中有常数项
B. 对任意n∈N*,展开式中没有常数项
C. 对任意n∈N*,展开式中没有x的一次项
D. 存在n∈N*,使展开式中有x的一次项
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析: ( + )n的展开式的通项为Tr+1= ·3r· ,
r=0,1,2,…,n,( +x3)n的展开式的通项为Tk+1= ·x4k
-n,k=0,1,2,…,n.则二项式( + )n( +x3)n(n∈N*)的展开式的通项为 ·3r· · ·x4k-n,未知数x的次数为 +4k-n=- - +4k,令- - +4k=0,即3r+n=8k,r=1,k=1,n=5是其中一组解,此时, ·3r· · ·x4k-n= ×3× =75,故展开式中有常数项,且常数项的系数不为0,故A正确,B错误;令- - +4k=1,即3r+n+2=8k,r=0,k=1,n=6是其中一组解,此时, ·3r· · ·x4k-n= ×30×x3× ×x-2=6x,故展开式中有x的一次项,且一次项的系数不为0,故D正确,C错误.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
7. ( + + )5(x>0)的展开式中的常数项为 .
解析:( + + )5(x>0)可化为( + )10,因而Tr+1
= ·( )10-r·( )10-2r,令10-2r=0,得r=5,故展开
式中的常数项为 ·( )5= .
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析:令x=1,得3n=a0+a1+a2+…+a2n-1+a2n①.令x=-
1,得1=a0-a1+a2-…-a2n-1+a2n②.①+②得3n+1=2(a0
+a2+…+a2n),∴a0+a2+…+a2n= .
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
9. 若(x2-a)(x+ )10的展开式中x6的系数为30,则a= .
解析:(x+ )10的展开式的通项为Tr+1= x10-r( )r=
x10-2r,令10-2r=4,解得r=3,所以x4的系数为 ;令10-2r
=6,解得r=2,所以x6的系数为 ,所以(x2-a)(x+ )10
的展开式中x6的系数为 -a =30,解得a=2.
2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
10. 设 的小数部分为x,则x4+16x3+96x2+256x= .
解析:由5> > =4,得 的整数部分为4,则
=x+4,所以(x+4)4=258,即 x4+4 x3+16 x2
+64 x+256 =x4+16x3+96x2+256x+256=258,故x4+
16x3+96x2+256x=2.
2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
11. 求证:32n+2-8n-9(n∈N*)能被64整除.
证明:32n+2-8n-9
=(8+1)n+1-8n-9
= 8n+1+ 8n+…+ 82+ 8+ -8n-9
= 8n+1+ 8n+…+ 82+8(n+1)+1-8n-9
= 8n+1+ 8n+…+ 82.
上式中的每一项都含有82,故原式能被64整除.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
12. 已知(ax2+ )n的展开式中所有项的二项式系数和为128,各项
系数和为-1.
(1)求n和a的值;
解: 由条件可得
解得
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
(2)求(2x-1)(ax2+ )n的展开式中的常数项.
解: (2x-1)(ax2+ )n=(2x-1)(-2x2+x
-1)7.
∵(-2x2+x-1)7展开式的通项为Tk+1= (-2x2)7-k
(x-1)k= (-2)7-kx14-3k.
∴当14-3k=-1,即k=5时,2x· (-2)2x-1=168;
当14-3k=0,即k= 时,舍去.
∴所求的常数项为168.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
13. 当n∈N,且n>1时,求证:2<(1+ )n<3.
证明:(1+ )n= + × + ( )2+…+ ( )n=
1+1+ × + × +…+ ×
=2+ × +…+ ×
<2+ +…+ <2+ + +…+
=2+ =3-( )n-1<3.
显然(1+ )n=1+1+ × + × +…+ × >2.
所以2<(1+ )n<3.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
谢 谢 观 看!