高三数学上册 16.5《二项式定理》教案(1) 沪教版

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高三数学上册 16.5《二项式定理》教案(1) 沪教版

一、教学目标:

使学生掌握二项式定理及其证明(数学归纳法),培养学生发现和揭示事物

内在客观规律能力和逻辑推理能力。通过介绍“杨辉三角”,对学生进行爱国主义教育。

二、教学重、难点:

重点:二项式定理的推导及证明 难点:二项式定理的证明 三、教学过程: (一)新课引入:

(提问):若今天是星期一,再过810

天后的那一天是星期几? 在初中,我们已经学过了 (a+b)2

=a 2

+2ab+b 2

(a+b)3

=(a+b)2

(a+b)=a 3

+3a 2

b+3ab 2

+b 3

(提问):对于(a+b)4

,(a+b)5

如何展开?(利用多项式乘法) (再提问):(a+b)

100

又怎么办? (a+b)n

(n ∈N +)呢?

我们知道,事物之间或多或少存在着规律。这节课,我们就来研究(a+b)n

的二项展开式的规律性 (二)新课:

(如何着手研究它的规律呢)?采用从特殊到一般(不完全归纳)的方法。 规律:(a+b)1

=a+b

(a+b)2

=(a+b)(a+b)=a·a+a·b+b·a+b·b=a 2

+2ab+b 2

(a+b)3

=(a+b)2

(a+b)=(a 2

+2ab+b 2

)(a+b)=a 3

+3a 2

b+3ab 2

+b

3

(a+b)4

=(a+b)3

(a+b)=(a 3

+3a 2

b+3ab 2

+b 3

)(a+b)=a 4

+4a 3

b+6a 2

b 2

+4ab 3

+b 4

810=(7+1)10=010C 710+1

10C 79+…+9

10C 7+10

10C

=2(733+c 1732+…+c 32·7+2

根据以上的归纳,可以想到(a+b)n 的展开式的各项是齐次的,它们分别为a n

, a

n-1

b, a

n-2

b 2,…,b n

,展开式中各项系数的规律,可以列表:

(a+b)1

1 1

(a+b)

2

1 2 1

(a+b)3

1 3 3 1 (a+b)

4

1 4 6 4 1

(a+b)5

1 5 10 10 5 1

(这表是我国宋代杨辉于1261年首次发现的,称为杨辉三角,比欧洲至少早了三百年。)

如何从组合知识得到(a+b)4

展开式中各项的系数

(a+b)4

=(a+b)(a+b)(a+b)(a+b)

(1)若每个括号都不取b ,只有一种取法得到a 4

即0

4C 种

(2)若只有一个括号取b ,共有1

4C 种取法得到a 3

b

(3)若只有两个括号取b ,共有2

4C 种取法得到a 2

b 2

(4)若只有三个括号取b ,共有3

4C 种取法得到ab 3

(5)若每个括号都取b ,共有4

4C 种取法得b 4

01C 1

1C 02C 12C 2

2C 03C 13C 23C 3

3C

04C 14C 24C 34C 4

4C 05C 15C 25C 35C 45C 5

5C

…………

∴ (a+b)n

=0n C a n

+1

n C a

n-1

b+…+r

n C a

n-r

b r

+…+n

n C b n

(n ∈N +)

以上我们采用不完全归纳法得到,不一定可靠,若要说明正确,须加以证明(数学归纳法)。

证明:(1)当n=1时,左边=(a+b)1

=a+b 右边=0

1C a 1

+1

1C b 1

=a+b ∴ 等式成立

(2)假设n=k 时,等式成立,即(a+b)k

=0k C a k

+1

k C ·a

k-1

b+…+r

k C a

k-r

b r

+…k

k C ·b k

那么当n=k+1时

(a+b)k+1

=(a+b)k

·(a+b)=(0

k C a k

+1k C ·a

k-1

b+…+r

k C a

k-r

b r

+…+k

k C ·b k

)(a+b)=

(0

k C ·a

k+1

+1k C a k

b+…+r

k C a

k-r+1

b r

+…+k k C ab k

)+(0

k C a k

b+1

k C a

k-1

b 2

+…+r

k C ·a

k-r

b

r+1

+…

+k

k C ·b k+1

)

=0

k C a

k+1

+(1

k C +0

k C )a k

b+…+(1+r k C +r

k C )a

k-r

b

r+1

+…+(k k C +1

-k k

C )ab k

+k

k C ·b

k+1

由组合数性质得,o

k C =0

1+k C 1

k C +o

k C =11+k C , (1)

+r k C +r

k C =11++r k C ,k k C +1

-k k

C =k

k C 1+,

k k C =1

1++k k C

∴(a+b)

k+1

=0

1+k C a

k+1

+11+k C a k

b 1

+…+1

1++k k C a

k-r

b

r+1

+…+k k C 1+ab k

+1

1++k k C b

k+1

,即等式成立。

根据(1)(2)可知,等式对于任意n ∈N +都成立。 一、指出:这个公式叫做二项式定理(板书),它的特点: 1.项数:共有(n+1)项

2.系数:依次为0

n C ,1

n C ,2

n C ,…r

n C ,…n

n C ,其中r

n C (r =0,1,2,…n)称为二

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