新人教A版高中数学必修第二册:二项式定理

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名称 新人教A版高中数学必修第二册:二项式定理
格式 zip
文件大小 509.6KB
资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2021-03-20 21:07:19

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文档简介

授课主题
二项式定理
教学目标
1.能用计数原理证明二项式定理.2.会用二项式定理与二项展开式解决有关的简单问题.
教学内容
二项式定理这个公式表示的定理叫做二项式定理.二项式系数、二项式的通项叫做的二项展开式,其中的系数叫做二项式系数,式中的叫做二项展开式的通项,用表示,即通项为展开式的第项:.二项式展开式的各项幂指数二项式的展开式项数为项,各项的幂指数状况是:①各项的次数都等于二项式的幂指数.②字母的按降幂排列,从第一项开始,次数由逐项减1直到零,字母按升幂排列,从第一项起,次数由零逐项增1直到.几点需注意的问题①通项是的展开式的第项,这里.②二项式的项和的展开式的第项是有区别的,应用二项式定理时,其中的和是不能随便交换的.③注意二项式系数()与展开式中对应项的系数不一定相等,二项式系数一定为正,而项的系数有时可为负.④通项公式是这个标准形式下而言的,如的二项展开式的通项公式是(只须把看成代入二项式定理)这与是不同的,在这里对应项的二项式系数是相等的都是,但项的系数一个是,一个是,可看出,二项式系数与项的系数是不同的概念.⑤设,则得公式:.
⑥通项是中含有五个元素,只要知道其中四个即可求第五个元素.⑦当不是很大,比较小时可以用展开式的前几项求的近似值.题型一 二项式定理的正用、逆用例1 (1)用二项式定理展开4=________;(2)设S=(x-1)4+4×2(x-1)3+6×4(x-1)2+4×8(x-1)+16,根据二项式定理得S=(  )A.(x+2)4
B.(x-1)4C.x4
D.(x+1)4解析:(1)法一 4=1+Ceq
\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,x)))+Ceq
\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,x)))2+Ceq
\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,x)))3+4=1++++.法二 4=4(x+1)4=4(x4+Cx3+Cx2+Cx+1)=1++++.(2)S=C(x-1)4+C(x-1)3×21+C(x-1)2×22+C(x-1)×23+C24=[(x-1)+2]4=(x+1)4.故选D.答案:(1)1++++ (2)D点评:解决这一问题的关键是弄清二项式展开式左右两边的结构特征,这样我们就能够将一个二项式展开,若一个多项式符合二项展开式右边的结构特征,我们也能够将它表示成左边的形式.巩
固 化简:(1)1+2C+4C+…+2nC;(2)(x-1)5+5(x-1)4+10(x-1)3+10(x-1)2+5(x-1).解析:(1)原式=1+2C+22C+…+2nC=(1+2)n=3n.(2)原式=(x-1)5+C(x-1)4+C(x-1)3+C(x-1)2
+C(x-1)+C-1=[(x-1)+1]5-1=x5-1.题型二 求二项式展开式中的特定项例2 已知二项式10.(1)求展开式第四项的二项式系数;(2)求展开式第四项的系数.解析:10的展开式的通项是T=C
(3)10-k·k
(k=0,1,…,10).(1)展开式的第四项的二项式系数为=120.(2)展开式的第四项的系数为·373=-77
760.点评:分组(或分配)问题,要注意是“平均分组”,还是“不平均分组”,以及这两种分组之间的关系.巩
固 若二项式n的展开式中,第4项与第7项的二项式系数相等,则展开式中x6的系数为________(用数字作答).解析:由题意可得,C=C,解得n=9.因为9的展开式的通项为Tr+1=rCx9-rx-=rCx9-,令9-=6,解得r=2.此时的系数为2C=9.答案:9题型三 展开式通项的应用例3 已知
n的展开式中,前三项系数的绝对值依次成等差数列.(1)证明:展开式中没有常数项;(2)求展开式中所有的有理项.分析:首先由“前三项系数的绝对值成等差数列”,得到关于n的方程,解得n的值,然后根据题目的要求解答每一问.每问都与二项展开式的通项公式有关.解析:(1)证明 由题意得:2C·=1+C·2,即n2-9n+8=0,∴n=8
(n=1舍去).∴Tk+1=C()8-k·k=k·C=(-1)k·
(0≤k≤8,k∈Z).若Tk+1是常数项,则=0,即16-3k=0,∵k∈Z,这不可能,
∴展开式中没有常数项.(2)解 由(1)知,若Tk+1是有理项,当且仅当为整数,∴0≤k≤8,k∈Z,∴k=0,4,8,即展开式中有三项有理项,分别是:T1=x4,T5=x,T9=x-2.点评:根据通项公式求二项展开式的某些项,要理解并准确应用项的特征,合并通项中同一字母的指数;若通项中含有根式,可把根式化为分数指数幂.巩
固 设m为正整数,(x+y)2m展开式的二项式系数的最大值为a,(x+y)2m+1展开式的二项式系数的最大值为b,若13a=7b,则m=(  )A.5
B.6C.7
D.8解析:由题知a=C,b=C,所以13C=7C,即=,解得m=6,故选B.答案:B一、选择题1.(x-y)n的二项展开式中,第r项的系数是__________.解析:答案:2.设S=(x-1)3+3(x-1)2+3(x-1)1+1,则S等于(  )A.(x-1)3
B.(x-2)3C.x3
D.(x+1)3解析:.
故选C.答案:C3.5展开式中的常数项为(  )A.80
B.-80C.40
D.-40解析:,令10-5r=0得r=2.所以有常数项为.答案:C4.(x+1)4的展开式中,x2的系数为(  )A.4  
B.6  
C.10  
D.20解析:由通项公式得
T3=Cx2=6x2.答案:B5.7的展开式中,倒数第三项的系数是(  )A.  
B.  
C.  
D.
解析:其展开共8项,所求项为第6项.答案:C6.5(x∈R)展开式中x3的系数为10,则实数a等于(  )A.-1
B.
2
C.1
D.解析:由二项式定理,得Tr+1=Cx5-rr=Cx5-2rar,所以5-2r=3,所以r=1,所以Ca=10,得a=2.
故选B.答案:B7.
(1+x)8(1+y)4的展开式中x2y2的系数是(  )A.56
B.84
C.112
D.168解析:(1+x)8展开式中x2的系数是C,(1+y)4的展开式中y2的系数是C,根据多项式乘法法则可得(1+x)8(1+y)4展开式中x2y2的系数为CC=28×6=168.故选D.答案:D8.若(x+1)5=a0+a1(x-1)+a2(x-1)2+…+a5(x-1)5,则a0=(  )A.1
B.32
C.-1
D.-32解析:因为(x+1)5=[2+(x-1)]5=C25+C24(x-1)+…+C(x-1)5,又(x+1)5=a0+a1(x-1)+a2(x-1)2+…+a5(x-1)5,故a0=C25=32,故选B.答案:B二、填空题9.8的展开式中x2的系数为______.解析:
∵Tr+1
=C·x8-rr=·x8-2r,令8-2r=2,得r=3.∴x2的系数为=7.答案:710.在5的二项展开式中,第4项的系数为________.解析:在5的二项展开式中,由通项公式求得第4项为T4=C(4x2)·3=-,所以第4项的系数为-40.答案:-4011.9192除以100的余数是__________.答案:81三、解答题12.将二项式n展开:(1)若展开式中含有常数项,求最小的正整数n;(2)若前三项系数的绝对值成等差数列,求展开式的常数项.解析:(1)通项公式为Tr+1=Cxrx-=Crx,令=0,得n=2r.∵n∈N
,r∈N,∴n的最小值为2.(2)∵n的展开式的前三项系数的绝对值为1,n,,∴2×n=1+,∴n2-9n+8=0.∴n=8或n=1(舍去).设展开式中的常数项为第r+1项,∴Tr+1=C()8-r·r=Cr·x,令=0,得r=4,∴展开式中的常数项为T5=C·4=.13.求(x2+3x+2)5的展开式中x的系数.分析:转化为二项式问题或利用组合知识.解析:法一 ∵(x2+3x+2)5=(x+2)5·(x+1)5=(Cx5+Cx4·2+…+C·25)(Cx5+Cx4+…+C),展开后x项为Cx·24·C+C·25·Cx=240x.∴(x2+3x+2)5展开式中x的系数为240.法二 ∵(x2+3x+2)5=[x2+(3x+2)]5,设Tr+1=C(x2)5-r(3x+2)r,在(3x+2)r中,设Tk+1=C(3x)r-k2k,Tr+1=C(x2)5-rC(3x)r-k2k=CC3r-k2kx10-r-k,依题意可知10-r-k=1,即r+k=9.又0≤k≤r≤5,r,k∈N
,∴r=5,k=4.∴Tr+1=C·C·3·24·x=240x.∴(x2+3x+2)5展开式中x的系数为240.法三 把(x2+3x+2)5看成5个x2+3x+2相乘,每个因式各取一项相乘得到展开式中的一项,x项可由1个因式取3x,4个因式取2得到,C3x·C·24=240x.故(x2+3x+2)5展开式中x的系数为240.点评:三项式求特定项的思路有:(1)分解因式法:通过因式分解将三项式变成两个二项式,然后再用二项式定理分别展开.(2)逐层展开法:将三项式分成两组,用二项式定理展开,再把其中含两项的一组展开.(3)利用组合知识:把三项式看成几个一次项的积,利用组合知识分析项的构成,注意最后应把各个同类项相合并.一、选择题1.1+(1+x)+(1+x)2+…+(1+x)100的展开式的各项系数之和为(  )A.199 
B.2100-1C.2101-1
D.2100答案:C
2.在(1+x)n(n∈N+)的二项展开式中,若只有x5的系数最大,则n=(  )A.8
B.9
C.10
D.11解析:由题意(1+x)n展开式中,x5的系数就是第6项的二项式系数,因为只有它是二项式系数中最大的,所以n=10.
故选C.答案:C3.设(x+2)(2x+3)10=a0+a1(x+2)+a2(x+2)2+…+a11(x+2)11,则a0+a1+a2+…+a11的值为(  )A.0
B.1
C.6
D.15解析:令x=-1,则1=a0+a1+a2+…+a11,故选B.答案:B4.(1+x)2n+1的展开式中,二项式系数最大的项所在的项数是(  )A.n,n+1
B.n-1,nC.n+1,n+2
D.n+2,n+3答案:C5.设(3-x)n=a0+a1x+a2x2+…+anxn,若n=4,则a0-a1+a2-…+(-1)nan=(  )A.256
B.136
C.120
D.16解析:在展开式中令x=-1,得a0-a1+a2-a3+a4=44=256.故选A.答案:A6.(x2+2)5的展开式的常数项是(  )A.-3
B.-2
C.2
D.3解析:第一个因式取x2,第二个因式取,得1×C(-1)4=5;第一个因式取2,第二个因式取(-1)5,得2×(-1)5=-2.所以展开式的常数项为5+(-2)=3,故选D.答案:D7.(1+x+x2+x3)4的展开式中,奇次项系数和是(  )A.64
B.128
C.120
D.256答案:B8.若(x+3y)n展开式的系数和等于(7a+b)10展开式中的二项式系数之和,则n的值为
(  )A.5
B.8
C.10
D.15解析:(7a+b)10展开式的二项式系数之和为210,令x=1,y=1,则由题意知,4n=210,解得n=5.
故选A.答案:A二、填空题9.在(a-b)10的二项展开式中,系数最小项是________.解析:在(a-b)10的二项展开式中,奇数项的系数为正,偶数项的系数为负,且偶数项系数的绝对值为对应的二项式系数,因为展开式中第6项的二项式系数最大,所以系数最小的项为T6=Ca5(-b)5=-252a5b5.答案:-252a5b510.若n的展开式中所有二项式系数之和为64,则展开式的常数项为________.解析:因为n的展开式的二项式系数之和为64,所以2n=64,所以n=6,由二项式定理的通项公式可知Tr+1=C(2)6-rr=26-r(-1)rCx3-r,当r=3时,展开式的常数项为23(-1)3C=-160.答案:-16011.已知(1-3x)9=a0+a1x+a2x2+…+a9x9,则|
a0|+|
a1|+|
a2|+…+|
a9|=________.答案:49三、解答题12.已知(1+3x)n的展开式中,末三项的二项式系数的和等于121,求展开式中二项式系数最大的项.解析:由题意知,C+C+C=121,即C+C+C=121,所以1+n+=121,即n2+n-240=0,解得:n=15或-16(舍去).所以在(1+3x)n展开式中二项式系数最大的项是第8、9两项,且T8=C(3x)7=C37x7,T9=C(3x)8=C38x8.13.(1)求证:1+2+22+…+25n-1能被31整除(n∈N
);(2)求S=C+C+…+C除以9的余数.解析:(1)证明:1+2+22+…+25n-1==25n-1=32n-1=(31+1)n-1=C×31n+C31n-1+…+C×31+C-1=31(C×31n-1+C×31n-2+…+C),显然上式括号内为整数,故原式能被31整除.(2)解析:S=C+C+…+C=227-1=89-1=(9-1)9-1=C×99-C×98+…+C×9-C-1=9(C×98-C×97+…+C)-2=9(C×98-C×97+…+C-1)+7,显然上式括号内的数是正整数.故S除以9的余数是7.
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