第7章第4节 二项式定理
题型1 二项展开式的通项与项的系数 题型2 二项式系数与二项式系数的和
题型3 二项式系数的性质 题型4 二项式定理的应用
▉题型1 二项展开式的通项与项的系数
【知识点的认识】
﹣二项式定理是指(a+b)n的展开形式,其展开式的通项为,其中为二项式系数.
﹣通项公式用于计算展开式中特定项的系数和幂次,特别是在涉及较大指数时,通过通项公式可以直接找到所需项.
【解题方法点拨】
﹣熟练掌握二项式定理的通项公式,并理解通项公式中各项的意义.
﹣在涉及系数计算时,确定通项中k的值,并代入公式计算系数.对于较复杂的问题,可以先确定项数,再代入计算.
﹣在应用中,可能需要对展开式进行逆运算,即通过已知某一项的系数或幂次,反推出通项公式中的参数.
1.在(1+x2)(1﹣2x)4展开式中x3的系数为( )
A.﹣20 B.﹣30 C.﹣40 D.﹣50
【答案】C
【解答】解:因为(1+x2)(1﹣2x)4=(1﹣2x)4+x2(1﹣2x)4,
故(1+x2)(1﹣2x)4展开式中x3的系数为.
故选:C.
2.的展开式中x3y3的系数为( )
A.﹣60 B.﹣80 C.100 D.120
【答案】A
【解答】解:由(2x+y)5的二项式的展开式(r=0,1,2,3,4,5),
当与配对时,r=3,故展开式中x3y3的系数为,
当与﹣y配对时,r=2,故展开式中x3y3的系数为80,
故展开式中x3y3的系数为20﹣80=﹣60.
故选:A.
3.(x﹣2)11展开式的各项系数之和为( )
A.0 B.1 C.﹣1 D.211
【答案】C
【解答】解:令x=1,
即(x﹣2)11=(1﹣2)11=﹣1,
即(x﹣2)11展开式的各项系数之和为﹣1.
故选:C.
4.二项式展开式中,常数项为( )
A.4 B.﹣4 C.6 D.﹣6
【答案】B
【解答】解:.
令12﹣4r=0,解得r=3,则常数数为.
故选:B.
▉题型2 二项式系数与二项式系数的和
【知识点的认识】
﹣二项式系数是二项展开式中各项的系数,其性质包括对称性、递推关系以及系数和的计算.例如:系数和的性质.
﹣这些性质在二项式定理的扩展应用中有重要作用,特别是涉及系数和的计算与证明.
【解题方法点拨】
﹣掌握二项式系数的基本性质,并应用这些性质简化计算或证明问题.
﹣在涉及系数和的计算问题中,可以直接应用性质公式,或通过二项展开式的求和进行推导.
﹣对于较复杂的系数和问题,考虑使用递推公式或对称性来简化求解过程.
5.在(3x﹣1)5的展开式中,各项系数之和为( )
A.1 B.16 C.32 D.243
【答案】C
【解答】解:令x=1,可得各项系数之和为(3﹣1)5=32.
故选:C.
6.若的展开式中二项式系数之和为32,则展开式中各项系数和为( )
A.16 B.﹣16 C.32 D.﹣32
【答案】D
【解答】解:由题意,2n=32,解得n=5,
令x=1,可得的展开式中各项系数和为.
故选:D.
7.若展开式的二项式系数之和为64,则展开式的常数项为( )
A.20 B.90 C.40 D.120
【答案】A
【解答】解:若展开式的二项式系数之和为64,
则2n=64,解得n=6,
故二项式的展开式通项,r=0,1,2,…,6.
令6﹣2r=0,即r=3时,,
即展开式的常数项为20.
故选:A.
(多选)8.已知的展开式中只有第五项的二项式系数最大,则下列说法正确的是( )
A.n=8
B.展开式中偶数项的二项式系数的和为28
C.展开式中各项系数的和为49
D.展开式中奇数项的系数的和为
【答案】AD
【解答】解:由题意可得:二项式展开式共有9项,
又项数为n+1=9,
所以n=8,故A正确;
因为n=8,所以展开式中所有项的二项式系数的和为28,
由二项式的性质可知所有偶数项与奇数项的二项式系数和相等,
所以展开式中偶数项的二项式系数的和为27,故B错误;
令x=1,可得(3+1)8=a0+a1+a2+ +a8,
即,故C错误;
令x=﹣1,可得(3﹣1)8=a0﹣a1+a2﹣ +a8,即,
所以,所以,
所以展开式中奇数项的系数的和为,故D正确.
故选:AD.
(多选)9.已知(1﹣3x)n=a0+a1x+a2x2+…+anxn,且展开式第6项与第7项的二项式系数相等,则下列结论中正确的是( )
A.a0=1
B.a1+a2+ +an=2047
C.a1=﹣33
D.
【答案】ACD
【解答】解:由题意,,解得n=11,
则(1﹣3x)11=a0+a1x+a2x2+...+a11x11,
令x=0,得,A正确;
令x=1,得,所以,B不正确;
,C正确;
方程两边同时求导得,﹣33(1﹣3x)10=a1+2a2x+3a3x2+...+11a11x10,
令,得,所以,D正确.
故选:ACD.
10.已知展开式的二项式系数之和为64,则展开式中x3项的系数为 ﹣160 .(用数字作答)
【答案】﹣160.
【解答】解:展开式的二项式系数之和为64,
则2n=64,解得n=6,
则的展开式的通项为,
令12﹣3r=3,解得r=3,
所以展开式中x3项的系数为.
故答案为:﹣160.
11.在二项式的展开式中,只有第五项的二项式系数最大,则展开式中x的系数为 112 .(用数字作答)
【答案】112.
【解答】解:因为二项式的展开式中,只有第五项的二项式系数最大,所以n=8,
故的展开式通项为,
令,解得r=2,
所以展开式中x的系数为.
故答案为:112.
12.已知二项式.
(1)求展开式中的常数项;
(2)求展开式中二项式系数最大的项.
【答案】(1)60;
(2)T4=﹣160.
【解答】解:(1)二项式的通项Tr+1(2x)6﹣r(﹣1)r26﹣r,r=0,1,2,…,6.
令6r=0,解得r=4,
故展开式中的常数项为T5=2260;
(2)依题意,展开式中二项式系数最大的项为中间项,即第4项,T4=﹣23160.
▉题型3 二项式系数的性质
【知识点的认识】
﹣二项式系数具有多种性质,如对称性、递推关系(帕斯卡三角形)以及生成函数.理解这些性质对于复杂二项式展开的求解与证明至关重要.
﹣特别地,二项式系数的对称性和递推关系是常用的基本工具.
【解题方法点拨】
﹣熟练运用二项式系数的对称性和递推关系,特别是在复杂展开式或求和问题中,这些性质可以简化计算.
﹣在涉及多项式展开或二项式定理应用时,可以通过生成函数或其他工具进一步理解二项式系数的分布规律.
﹣对于证明问题,使用二项式系数的性质来构造证明路径,尤其是递推关系可以有效帮助推导复杂的等式.
13.在(1+x)6的展开式中,若xk与xk+2的系数相同,则k=( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】C
【解答】解:(1+x)6的展开式的通项公式为,
由题可得:,
所以k+(k+2)=6,解得k=2.
故选:C.
14.若的展开式中,所有项的二项式系数之和为1024,则该展开式中的常数项为( )
A.﹣45 B.45 C.﹣90 D.90
【答案】B
【解答】解:由题意,展开式中所有项的二项式系数之和为2n=1024,解得n=10,
所以该展开式中的第r+1项为Tr+1(﹣1)r ,
其中r=0,1,2,…,10,
取r=2,可得常数项为T3=(﹣1)2 45.
故选:B.
15.已知1,2,n成等比数列,则(x+1)n的展开式中所有项的系数之和为( )
A.4 B.8 C.16 D.32
【答案】C
【解答】解:由题可得22=1×n,故n=4.
故(x+1)n=(x+1)4,
令x=1,得所有项的系数之和为(1+1)4=16.
故选:C.
16.的展开式中,x﹣1的系数为( )
A.﹣54 B.﹣24 C.27 D.54
【答案】D
【解答】解:二项式的展开式通项为,
令r=2,第三项的系数为,
则x﹣1的系数为54.
故选:D.
17.已知,则a2=( )
A.﹣10 B.﹣40 C.10 D.40
【答案】D
【解答】解:已知,
所以.
故选:D.
▉题型4 二项式定理的应用
【知识点的认识】
﹣二项式定理在多个数学领域中有广泛的应用,包括组合数学、概率论以及多项式理论.其应用场景包括展开式的简化、系数的计算、概率问题的求解等.
﹣二项式定理的灵活运用可以帮助解决多种复杂的数学问题,特别是在涉及大规模计算时.
【解题方法点拨】
﹣通过熟练掌握二项式定理及其扩展公式,在实际问题中灵活运用.如在组合问题中,使用二项式定理求解复杂排列组合的结果.
﹣在概率论中,通过二项式定理计算特定事件发生的概率,特别是涉及独立重复试验的情境.
﹣在多项式或代数式的处理上,二项式定理可用于展开简化,或逆向推导未知量.
(多选)18.已知(1+a)3(1+b)5的展开式中,ambn的系数记为f(m,n),则( )
A.该展开式共有15项 B.f(2,1)+f(1,2)=45
C. D.f(1,n)的最大值为30
【答案】BCD
【解答】解:(1+a)3(1+b)5的展开式中,ambn的系数记为f(m,n),
对于A,(1+b)5展开式中共有6项,(1+a)3展开式中共有4项,故(1+a)3(1+b)5展开式共有24项,故A错误;
对于B,,故B正确;
对于C,,故C正确;
当n=2,或n=3时,f(1,n)的值最大,为,故D正确.
故选:BCD.
19.二项式的展开式中的常数项为 135 .
【答案】135.
【解答】解:展开式的通项为,
令,故r=4,
所以二项式的展开式中的常数项为.
故答案为:135.
20.若(1+2x)n展开式中x5的系数与x6的系数相等,则n= 8 .
【答案】8.
【解答】解:二项式(1+2x)n展开式的通项公式为,r=0,1, ,n,n≥6,
因为展开式中x5的系数与x6的系数相等,
所以,化简得,即,解得n=8.
故答案为:8.
21.已知(1+2026x)100+(2026﹣x)100=a0+a1x+a2x2+…+a99x99+a100x100,若存在k∈{0,1,2,…,100}使得ak<0,则k的最大值为 49 .
【答案】49.
【解答】解:二项式(1+2026x)100的通项为,r∈{0,1,2,…,100},
二项式(2026﹣x)100的通项为Tr+12026100﹣r(﹣x)r,r∈{0,1,2,…,100},
所以ak,k∈{0,1,2,…,100},
若ak<0,则k为奇数,此时,所以2026k﹣2026100﹣k<0,
所以k<100﹣k,解得k<50,又因为k为奇数,所以k的最大值为49.
故答案为:49.
22.已知(3x﹣2)n=a0+a1x+a2x2+ +anxn,且展开式中有且仅有第6项的二项式系数最大.
(1)求(3x﹣2)n展开式的所有二项式系数之和;
(2)求的值;
(3)判断(3x﹣2)n的展开式中第几项系数的绝对值最大.
【答案】(1)1024;
(2)﹣1023;
(3)第5项系数的绝对值最大.
【解答】解:(1)因为展开式中第6项的二项式系数最大,所以n=10,
所以展开式的所有二项式系数之和为210=1024.
(2)令x=0,得.
令,得...,
所以....
(3)(3x+2)10展开式的通项.
由得.
因为r为整数,所以r=4,所以(3x﹣2)10的展开式中第5项系数的绝对值最大.第7章第4节 二项式定理
题型1 二项展开式的通项与项的系数 题型2 二项式系数与二项式系数的和
题型3 二项式系数的性质 题型4 二项式定理的应用
▉题型1 二项展开式的通项与项的系数
【知识点的认识】
﹣二项式定理是指(a+b)n的展开形式,其展开式的通项为,其中为二项式系数.
﹣通项公式用于计算展开式中特定项的系数和幂次,特别是在涉及较大指数时,通过通项公式可以直接找到所需项.
【解题方法点拨】
﹣熟练掌握二项式定理的通项公式,并理解通项公式中各项的意义.
﹣在涉及系数计算时,确定通项中k的值,并代入公式计算系数.对于较复杂的问题,可以先确定项数,再代入计算.
﹣在应用中,可能需要对展开式进行逆运算,即通过已知某一项的系数或幂次,反推出通项公式中的参数.
1.在(1+x2)(1﹣2x)4展开式中x3的系数为( )
A.﹣20 B.﹣30 C.﹣40 D.﹣50
2.的展开式中x3y3的系数为( )
A.﹣60 B.﹣80 C.100 D.120
3.(x﹣2)11展开式的各项系数之和为( )
A.0 B.1 C.﹣1 D.211
4.二项式展开式中,常数项为( )
A.4 B.﹣4 C.6 D.﹣6
▉题型2 二项式系数与二项式系数的和
【知识点的认识】
﹣二项式系数是二项展开式中各项的系数,其性质包括对称性、递推关系以及系数和的计算.例如:系数和的性质.
﹣这些性质在二项式定理的扩展应用中有重要作用,特别是涉及系数和的计算与证明.
【解题方法点拨】
﹣掌握二项式系数的基本性质,并应用这些性质简化计算或证明问题.
﹣在涉及系数和的计算问题中,可以直接应用性质公式,或通过二项展开式的求和进行推导.
﹣对于较复杂的系数和问题,考虑使用递推公式或对称性来简化求解过程.
5.在(3x﹣1)5的展开式中,各项系数之和为( )
A.1 B.16 C.32 D.243
6.若的展开式中二项式系数之和为32,则展开式中各项系数和为( )
A.16 B.﹣16 C.32 D.﹣32
7.若展开式的二项式系数之和为64,则展开式的常数项为( )
A.20 B.90 C.40 D.120
(多选)8.已知的展开式中只有第五项的二项式系数最大,则下列说法正确的是( )
A.n=8
B.展开式中偶数项的二项式系数的和为28
C.展开式中各项系数的和为49
D.展开式中奇数项的系数的和为
(多选)9.已知(1﹣3x)n=a0+a1x+a2x2+…+anxn,且展开式第6项与第7项的二项式系数相等,则下列结论中正确的是( )
A.a0=1
B.a1+a2+ +an=2047
C.a1=﹣33
D.
10.已知展开式的二项式系数之和为64,则展开式中x3项的系数为 .(用数字作答)
11.在二项式的展开式中,只有第五项的二项式系数最大,则展开式中x的系数为 .(用数字作答)
12.已知二项式.
(1)求展开式中的常数项;
(2)求展开式中二项式系数最大的项.
▉题型3 二项式系数的性质
【知识点的认识】
﹣二项式系数具有多种性质,如对称性、递推关系(帕斯卡三角形)以及生成函数.理解这些性质对于复杂二项式展开的求解与证明至关重要.
﹣特别地,二项式系数的对称性和递推关系是常用的基本工具.
【解题方法点拨】
﹣熟练运用二项式系数的对称性和递推关系,特别是在复杂展开式或求和问题中,这些性质可以简化计算.
﹣在涉及多项式展开或二项式定理应用时,可以通过生成函数或其他工具进一步理解二项式系数的分布规律.
﹣对于证明问题,使用二项式系数的性质来构造证明路径,尤其是递推关系可以有效帮助推导复杂的等式.
13.在(1+x)6的展开式中,若xk与xk+2的系数相同,则k=( )
A.4 B.3 C.2 D.1
14.若的展开式中,所有项的二项式系数之和为1024,则该展开式中的常数项为( )
A.﹣45 B.45 C.﹣90 D.90
15.已知1,2,n成等比数列,则(x+1)n的展开式中所有项的系数之和为( )
A.4 B.8 C.16 D.32
16.的展开式中,x﹣1的系数为( )
A.﹣54 B.﹣24 C.27 D.54
17.已知,则a2=( )
A.﹣10 B.﹣40 C.10 D.40
▉题型4 二项式定理的应用
【知识点的认识】
﹣二项式定理在多个数学领域中有广泛的应用,包括组合数学、概率论以及多项式理论.其应用场景包括展开式的简化、系数的计算、概率问题的求解等.
﹣二项式定理的灵活运用可以帮助解决多种复杂的数学问题,特别是在涉及大规模计算时.
【解题方法点拨】
﹣通过熟练掌握二项式定理及其扩展公式,在实际问题中灵活运用.如在组合问题中,使用二项式定理求解复杂排列组合的结果.
﹣在概率论中,通过二项式定理计算特定事件发生的概率,特别是涉及独立重复试验的情境.
﹣在多项式或代数式的处理上,二项式定理可用于展开简化,或逆向推导未知量.
(多选)18.已知(1+a)3(1+b)5的展开式中,ambn的系数记为f(m,n),则( )
A.该展开式共有15项 B.f(2,1)+f(1,2)=45
C. D.f(1,n)的最大值为30
19.二项式的展开式中的常数项为 .
20.若(1+2x)n展开式中x5的系数与x6的系数相等,则n= .
21.已知(1+2026x)100+(2026﹣x)100=a0+a1x+a2x2+…+a99x99+a100x100,若存在k∈{0,1,2,…,100}使得ak<0,则k的最大值为 .
22.已知(3x﹣2)n=a0+a1x+a2x2+ +anxn,且展开式中有且仅有第6项的二项式系数最大.
(1)求(3x﹣2)n展开式的所有二项式系数之和;
(2)求的值;
(3)判断(3x﹣2)n的展开式中第几项系数的绝对值最大.