二项式定理
二项式定理
4.代数式(x+1)4-4(x+1)3+6(x+1)2-4(x+1)+1可化简为__x_4__. 解析 (x+1)4-4(x+1)3+6(x+1)2-4(x+1)+1 =C04(x+1)4+C14(x+1)3(-1)1+C24(x+1)2(-1)2+C34(x+1)·(-1)3+C44(-1)4 =[(x+1)-1]4=x4.
跟踪训练 1 求2x-23x25 的展开式.
解 方法一 2x-23x25=C05(2x)5+C15(2x)4·-23x2+C25(2x)3-23x22 +C35(2x)2-23x23+C45(2x)·-23x24+C55-23x25 =32x5-120x2+18x0-1x345+480x57 -3224x310. 方法二 2x-23x25=43x32-x1035=321x10[C05(4x3)5+C15(4x3)4(-3)+C25(4x3)3(-3)2 +C35(4x3)2(-3)3+C45(4x3)(-3)4+C55(-3)5] =32x5-120x2+18x0-1x345+480x57 -3224x310.
令3-k=2,解得k=1,
所以含x2的项为第2项,且T2=-192x2.
反思感悟 (1)求二项展开式的特定项的常见题型 ①求第k项,Tk=Ckn-1an-k+1bk-1;②求含xk的项(或xpyq的项);③求常数项; ④求有理项. (2)求二项展开式的特定项的常用方法 ①对于常数项,隐含条件是字母的指数为0(即0次项); ②对于有理项,一般是先写出通项公式,其所有的字母的指数恰好都是 整数的项.解这类问题必须合并通项公式中同一字母的指数,根据具体要 求,令其属于整数集,再根据数的整除性来求解; ③对于二项展开式中的整式项,其通项公式中同一字母的指数应是非负 整数,求解方式与求有理项一致.
二项式定理
二项式定理二项式定理是高中数学中与排列组合、多项式的概念性质联系比较紧密的内容。
在高考中,二项式定理的命题主要以选择、填空题的形式考查二项展开式的项、系数及其相关问题。
因此,复时要正确理解二项式定理、二项展开式的概念和性质,牢牢掌握二项展开式的通项公式是解答有关问题的关键。
同时,注意把握二项式与定积分及其它知识的联系。
其中,非标准二项式定理求解特殊项的问题是难点问题。
二项式定理的公式为(a+b)^n=C(n,0)*a^n+C(n,1)*a^(n-1)*b+。
+C(n,k)*a^(n-k)*b^k+。
+C(n,n)*b^n,其中n∈N*。
展开式的第k+1项为C(n,k)*a^(n-k)*b^k。
在求二项展开式的特定项问题时,实质上是考查通项T(k+1)=C(n,k)*b的特点。
一般需要建立方程求k,再将k的值代回通项求解。
注意k的取值范围为k=0,1,2,…,n。
特定项的系数问题及相关参数值的求解等都可依据上述方法求解。
二项式系数是二项展开式中各项的系数,记为C(n,k)。
项的系数是该项中非字母因数部分,包括符号等。
二项式系数具有对称性,在二项展开式中与首末两端等距离的两个二项式系数相等,即C(n,k)=C(n,n-k)。
二项式系数的增减性与最大值是:当k(n+1)/2时,二项式系数逐渐减小。
当n是偶数时,中间一项的二项式系数最大;当n是奇数时,中间两项的二项式系数最大。
各二项式系数的和等于2,即C(n,0)+C(n,1)+…+C(n,n)=2.奇数项的二项式系数之和等于偶数项的二项式系数之和,即C(n,0)+C(n,2)+…=C(n,1)+C(n,3)+…=2^(n-1)。
在高考中,常涉及多项式和二项式问题,主要考查学生的化简能力。
常见的命题角度有:(1)几个多项式和的展开式中的特定项(系数)问题;(2)几个多项式积的展开式中的特定项(系数)问题;(3)三项展开式中的特定项(系数)问题。
赋值法是一种重要的方法,适用于恒等式,用于求形如(ax+b)、(ax+bx+c)(a,b∈R)的式子展开式的各项系数之和。
二项式定理复习总结
二项式定理复习总结一、二项式定理的定义和公式推导1.定义:二项式定理是指对于任意实数a、b及非负整数n,有以下公式成立:(a+b)ⁿ=C(n,0)*aⁿ*b⁰+C(n,1)*aⁿ⁻¹*b¹+C(n,2)*aⁿ⁻²*b²+...+C(n,n-1)*a¹*bⁿ⁻¹+C(n,n)*a⁰*bⁿ其中,C(n,r)表示组合数,即从n个元素中选取r个元素的组合数。
2.公式推导:利用组合数的性质,可以对二项式定理进行推导。
首先,根据组合数的性质C(n,r)=C(n-1,r-1)+C(n-1,r),可以得到以下关系式:C(n,0)=1C(n,n)=1C(n,r)=C(n-1,r-1)+C(n-1,r)(r=1,2,...,n-1)将上述关系式代入二项式定理的公式中,可以得到:(a+b)ⁿ=C(n,0)*aⁿ*b⁰+C(n,1)*aⁿ⁻¹*b¹+C(n,2)*aⁿ⁻²*b²+...+C(n,n-1)*a¹*bⁿ⁻¹+C(n,n)*a⁰*bⁿ二、二项式定理的应用1.求二项式展开式:利用二项式定理,可以将一个数的n次方展开成多个项的和。
这在计算复杂的多项式、计算高次方等问题时非常有用。
例如,将(x+y)⁶展开,可以直接利用二项式定理的公式进行计算:(x+y)⁶=C(6,0)*x⁶*y⁰+C(6,1)*x⁵*y¹+C(6,2)*x⁴*y²+C(6,3)*x³*y³+C(6 ,4)*x²*y⁴+C(6,5)*x¹*y⁵+C(6,6)*x⁰*y⁶将组合数代入并进行计算,最终可以得到(x+y)⁶的展开式。
2.计算排列组合问题:二项式定理中的组合数C(n,r)可以表示从n 个元素中选取r个元素的组合数,因此可以应用于计算排列组合问题。
例如,班有10个学生,要从中选择5个学生组成一个小组,求不同小组的个数。
二项式定理
二项式定理一、基础知识1.二项式定理(1)二项式定理:(a +b )n =C 0n a n +C 1n a n -1b +…+C k n a n -k b k +…+C n n b n (n ∈N *)❶;(2)通项公式:T k +1=C k n an -k b k ,它表示第k +1项; (3)二项式系数:二项展开式中各项的系数为C 0n ,C 1n ,…,C n n ❷.2.二项式系数的性质(1)项数为n +1.(2)各项的次数都等于二项式的幂指数n ,即a 与b 的指数的和为n .(3)字母a 按降幂排列,从第一项开始,次数由n 逐项减1直到零;字母b 按升幂排列,从第一项起,次数由零逐项增1直到n .二项式系数与项的系数的区别二项式系数是指C 0n ,C 1n ,…,C n n ,它只与各项的项数有关,而与a ,b 的值无关;而项的系数是指该项中除变量外的常数部分,它不仅与各项的项数有关,而且也与a ,b 的值有关.如(a +bx )n 的二项展开式中,第k +1项的二项式系数是C k n ,而该项的系数是C k n an -k b k.当然,在某些二项展开式中,各项的系数与二项式系数是相等的.考点一 二项展开式中特定项或系数问题考法(一) 求解形如(a +b )n (n ∈N *)的展开式中与特定项相关的量 [例1] (1)(2018·全国卷Ⅲ)⎝⎛⎭⎫x 2+2x 5的展开式中x 4的系数为( ) A.10 B.20 C.40D.80(2)(2019·合肥调研)若(2x -a )5的二项展开式中x 3的系数为720,则a =________. (3)(2019·甘肃检测)已知⎝⎛⎭⎫x -a x 5的展开式中x 5的系数为A ,x 2的系数为B ,若A +B =11,则a =________.[解析] (1)⎝⎛⎭⎫x 2+2x 5的展开式的通项公式为T r +1=C r 5·(x 2)5-r ·⎝⎛⎭⎫2x r =C r 5·2r ·x 10-3r ,令10-3r =4,得r =2.故展开式中x 4的系数为C 25·22=40. (2)(2x -a )5的展开式的通项公式为T r +1=(-1)r ·C r 5·(2x )5-r ·a r =(-1)r ·C r 5·25-r ·a r ·x 5-r ,令5-r =3,解得r =2,由(-1)2·C 25·25-2·a 2=720,解得a =±3.(3)⎝⎛⎭⎫x -a x 5的展开式的通项公式为T r +1=C r 5x 5-r ·⎝⎛⎭⎫-a x r =C r 5(-a )rx 5-32r .由5-32r =5,得r =0,由5-32r =2,得r =2,所以A =C 05×(-a )0=1,B =C 25×(-a )2=10a 2,则由1+10a 2=11,解得a =±1.[答案] (1)C (2)±3 (3)±1 [解题技法]求形如(a +b )n (n ∈N *)的展开式中与特定项相关的量(常数项、参数值、特定项等)的步骤第一步,利用二项式定理写出二项展开式的通项公式T r +1=C r n an -r b r,常把字母和系数分离开来(注意符号不要出错);第二步,根据题目中的相关条件(如常数项要求指数为零,有理项要求指数为整数)先列出相应方程(组)或不等式(组),解出r ;第三步,把r 代入通项公式中,即可求出T r +1,有时还需要先求n ,再求r ,才能求出T r +1或者其他量.考法(二) 求解形如(a +b )m (c +d )n (m ,n ∈N *)的展开式中与特定项相关的量 [例2] (1)(1-x )6(1+x )4的展开式中x 的系数是( ) A.-4 B.-3 C.3D.4(2)(2019·南昌模拟)已知(x -1)(ax +1)6的展开式中含x 2项的系数为0,则正实数a =________.[解析] (1)法一:(1-x )6的展开式的通项为C m 6·(-x )m =C m 6(-1)m x m 2,(1+x )4的展开式的通项为C n 4·(x )n =C n 4x n 2,其中m =0,1,2,…,6,n =0,1,2,3,4. 令m 2+n2=1,得m +n =2, 于是(1-x )6(1+x )4的展开式中x 的系数等于C 06·(-1)0·C 24+C 16·(-1)1·C 14+C 26·(-1)2·C 04=-3.法二:(1-x )6(1+x )4=[(1-x )(1+x )]4(1-x )2=(1-x )4(1-2x +x ).于是(1-x )6(1+x )4的展开式中x 的系数为C 04·1+C 14·(-1)1·1=-3. (2)(ax +1)6的展开式中含x 2项的系数为C 46a 2,含x 项的系数为C 56a ,由(x -1)(ax +1)6的展开式中含x 2项的系数为0,可得-C 46a 2+C 56a =0,因为a 为正实数,所以15a =6,所以a =25. [答案] (1)B (2)25[解题技法]求形如(a +b )m (c +d )n (m ,n ∈N *)的展开式中与特定项相关的量的步骤 第一步,根据二项式定理把(a +b )m 与(c +d )n 分别展开,并写出其通项公式; 第二步,根据特定项的次数,分析特定项可由(a +b )m 与(c +d )n 的展开式中的哪些项相乘得到;第三步,把相乘后的项合并即可得到所求特定项或相关量. 考法(三) 求形如(a +b +c )n (n ∈N *)的展开式中与特定项相关的量 [例3] (1)(x 2+x +y )5的展开式中x 5y 2的系数为( ) A.10 B.20 C.30D.60(2)将⎝⎛⎭⎫x +4x -43展开后,常数项是________. [解析] (1)(x 2+x +y )5的展开式的通项为T r +1=C r 5(x 2+x )5-r ·y r ,令r =2,则T 3=C 25(x2+x )3y 2,又(x 2+x )3的展开式的通项为T k +1=C k 3(x 2)3-k ·x k =C k 3x6-k,令6-k =5,则k =1,所以(x 2+x +y )5的展开式中,x 5y 2的系数为C 25C 13=30.(2)⎝⎛⎭⎫x +4x -43=⎝⎛⎭⎫x -2x 6展开式的通项是C k 6(x )6-k ·⎝⎛⎭⎫-2x k =(-2)k ·C k 6x 3-k. 令3-k =0,得k =3.所以常数项是C 36(-2)3=-160.[解析] (1)C (2)-160 [解题技法]求形如(a +b +c )n (n ∈N *)的展开式中与特定项相关的量的步骤 第一步,把三项的和a +b +c 看成是(a +b )与c 两项的和; 第二步,根据二项式定理写出[(a +b )+c ]n 的展开式的通项; 第三步,对特定项的次数进行分析,弄清特定项是由(a +b )n-r的展开式中的哪些项和c r 相乘得到的;第四步,把相乘后的项合并即可得到所求特定项或相关量.[题组训练]1.(2018·洛阳第一次统考)若a =∫π0 sin x d x ,则二项式⎝⎛⎭⎫a x -1x 6的展开式中的常数项为( )A.-15B.15C.-240D.240解析:选D 由a =∫π0 sin x d x =(-cos x )|π0=(-cos π)-(-cos 0)=1-(-1)=2,得⎝⎛⎭⎫2x -1x 6的展开式的通项公式为T r +1=C r6(2x )6-r ⎝⎛⎭⎫-1x r =(-1)r C r 6·26-r ·x 3-32r ,令3-32r =0,得r =2,故常数项为C 26·24=240. 2.(2019·福州四校联考)在(1-x 3)(2+x )6的展开式中,x 5的系数是________.(用数字作答)解析:二项展开式中,含x 5的项是C 562x 5-x 3C 2624x 2=-228x 5,所以x 5的系数是-228.答案:-2283.⎝⎛⎭⎫x 2+1x +25(x >0)的展开式中的常数项为________. 解析:⎝⎛⎭⎫x 2+1x +25(x >0)可化为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+1x 10,因而T r +1=C r 10⎝⎛⎭⎫1210-r (x )10-2r ,令10-2r =0,得r =5,故展开式中的常数项为C 510·⎝⎛⎭⎫125=6322.答案:6322考点二 二项式系数的性质及各项系数和[典例精析](1)若⎝⎛⎭⎪⎫x +13x n的展开式中各项系数之和大于8,但小于32,则展开式中系数最大的项是( )A.63x B.4x C.4x 6xD.4x或4x 6x (2)若⎝⎛⎭⎫x 2-1x n 的展开式中含x 的项为第6项,设(1-3x )n =a 0+a 1x +a 2x 2+…+a n x n ,则a 1+a 2+…+a n 的值为________.(3)若(a +x )(1+x )4的展开式中x 的奇数次幂项的系数之和为32,则a =________.[解析] (1)令x =1,可得⎝⎛⎭⎪⎫x +13x n的展开式中各项系数之和为2n ,即8<2n<32,解得n =4,故第3项的系数最大,所以展开式中系数最大的项是C 24(x )2⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 2=63x . (2)⎝⎛⎭⎫x 2-1x n 的展开式的通项公式为T r +1=C r n (x 2)n -r ·⎝⎛⎭⎫-1x r =C r n (-1)r x 2n -3r , 因为含x 的项为第6项,所以r =5,2n -3r =1,解得n =8, 在(1-3x )n 中,令x =1,得a 0+a 1+…+a 8=(1-3)8=28, 又a 0=1,所以a 1+…+a 8=28-1=255.(3)设(a +x )(1+x )4=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4+a 5x 5, 令x =1,得16(a +1)=a 0+a 1+a 2+a 3+a 4+a 5,① 令x =-1,得0=a 0-a 1+a 2-a 3+a 4-a 5,② ①-②,得16(a +1)=2(a 1+a 3+a 5),即展开式中x 的奇数次幂项的系数之和为a 1+a 3+a 5=8(a +1),所以8(a +1)=32,解得a =3.[答案] (1)A (2)255 (3)3[解题技法]1.赋值法的应用二项式定理给出的是一个恒等式,对于x ,y 的一切值都成立.因此,可将x ,y 设定为一些特殊的值.在使用赋值法时,令x ,y 等于多少,应视具体情况而定,一般取“1,-1或0”,有时也取其他值.如:(1)形如(ax +b )n ,(ax 2+bx +c )m (a ,b ,c ∈R )的式子,求其展开式的各项系数之和,只需令x =1即可.(2)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. 2.二项展开式各项系数和、奇数项系数和与偶数项系数和的求法 若f (x )=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a n x n ,则f (x )的展开式中 (1)各项系数之和为f (1).(2)奇数项系数之和为a 0+a 2+a 4+…=f (1)+f (-1)2.(3)偶数项系数之和为a 1+a 3+a 5+…=f (1)-f (-1)2.[题组训练]1.(2019·包头模拟)已知(2x -1)5=a 5x 5+a 4x 4+a 3x 3+a 2x 2+a 1x +a 0,则|a 0|+|a 1|+…+|a 5|=( )A.1B.243C.121D.122解析:选B 令x =1,得a 5+a 4+a 3+a 2+a 1+a 0=1,①令x =-1,得-a 5+a 4-a 3+a 2-a 1+a 0=-243,② ①+②,得2(a 4+a 2+a 0)=-242, 即a 4+a 2+a 0=-121.①-②,得2(a 5+a 3+a 1)=244, 即a 5+a 3+a 1=122.所以|a 0|+|a 1|+…+|a 5|=122+121=243.2.若(x +2+m )9=a 0+a 1(x +1)+a 2(x +1)2+…+a 9(x +1)9,且(a 0+a 2+…+a 8)2-(a 1+a 3+…+a 9)2=39,则实数m 的值为________.解析:令x =0,则(2+m )9=a 0+a 1+a 2+…+a 9, 令x =-2,则m 9=a 0-a 1+a 2-a 3+…-a 9, 又(a 0+a 2+…+a 8)2-(a 1+a 3+…+a 9)2=(a 0+a 1+a 2+…+a 9)(a 0-a 1+a 2-a 3+…+a 8-a 9)=39, ∴(2+m )9·m 9=39,∴m (2+m )=3, ∴m =-3或m =1. 答案:-3或13.已知(1+3x )n 的展开式中,后三项的二项式系数的和等于121,则展开式中二项式系数最大的项为________.解析:由已知得C n -2n +C n -1n +C n n =121,则12n ·(n -1)+n +1=121,即n 2+n -240=0,解得n =15(舍去负值),所以展开式中二项式系数最大的项为T 8=C 715(3x )7和T 9=C 815(3x )8.答案:C 715(3x )7和C 815(3x )8考点三 二项展开式的应用[典例精析]设a ∈Z ,且0≤a <13,若512 018+a 能被13整除,则a =( ) A.0 B.1 C.11D.12[解析] 由于51=52-1,512 018=(52-1)2 018=C 02 018522 018-C 12 018522 017+…-C 2 0172 018521+1,又13整除52, 所以只需13整除1+a , 又0≤a <13,a ∈Z , 所以a =12. [答案] D[解题技法]利用二项式定理解决整除问题的思路(1)要证明一个式子能被另一个式子整除,只要证明这个式子按二项式定理展开后的各项均能被另一个式子整除即可.因此,一般要将被除式化为含相关除式的二项式,然后再展开.(2)用二项式定理处理整除问题,通常把底数写成除数(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.但要注意两点:①余数的范围,a =cr +b ,其中余数b ∈[0,r ),r 是除数,若利用二项式定理展开变形后,切记余数不能为负;②二项式定理的逆用.[题组训练]1.使得多项式81x 4+108x 3+54x 2+12x +1能被5整除的最小自然数x 为( ) A.1 B.2 C.3D.4解析:选C ∵81x 4+108x 3+54x 2+12x +1=(3x +1)4,∴上式能被5整除的最小自然数为3.2.1-90C 110+902C 210-903C 310+…+(-1)k 90k C k 10+…+9010C 1010除以88的余数为________. 解析:∵1-90C 110+902C 210+…+(-1)k 90k C k 10+…+9010C 1010=(1-90)10=8910, ∴8910=(88+1)10=8810+C 110889+…+C 91088+1,∵前10项均能被88整除,∴余数为1. 答案:1[课时跟踪检测]A 级1.(2019·河北“五个一名校联盟”模拟)⎝⎛⎭⎫2x2-x 43的展开式中的常数项为( )A.-32B.3 2C.6D.-6解析:选D 通项T r +1=C r 3⎝⎛⎭⎫2x 23-r·(-x 4)r =C r 3(2)3-r·(-1)r x -6+6r,当-6+6r =0,即r=1时为常数项,T 2=-6,故选D.2.设(2-x )5=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 5x 5,则a 2+a 4a 1+a 3的值为( )A.-6160B.-122121C.-34D.-90121解析:选C 由二项式定理,得a 1=-C 1524=-80,a 2=C 2523=80,a 3=-C 3522=-40,a 4=C 452=10,所以a 2+a 4a 1+a 3=-34. 3.若二项式⎝⎛⎭⎫x 2+ax 7的展开式的各项系数之和为-1,则含x 2项的系数为( ) A.560 B.-560 C.280D.-280解析:选A 取x =1,得二项式⎝⎛⎭⎫x 2+ax 7的展开式的各项系数之和为(1+a )7,即(1+a )7=-1,1+a =-1,a =-2.二项式⎝⎛⎭⎫x 2-2x 7的展开式的通项T r +1=C r 7·(x 2)7-r ·⎝⎛⎭⎫-2x r =C r 7·(-2)r ·x 14-3r.令14-3r =2,得r =4.因此,二项式⎝⎛⎭⎫x 2-2x 7的展开式中含x 2项的系数为C 47·(-2)4=560.4.(2018·山西八校第一次联考)已知(1+x )n 的展开式中第5项与第7项的二项式系数相等,则奇数项的二项式系数和为( )A.29B.210C.211D.212解析:选A 由题意得C 4n =C 6n ,由组合数性质得n =10,则奇数项的二项式系数和为2n -1=29.5.二项式⎝⎛⎭⎫1x -2x 29的展开式中,除常数项外,各项系数的和为( ) A.-671 B.671 C.672D.673解析:选B 令x =1,可得该二项式各项系数之和为-1.因为该二项展开式的通项公式为T r +1=C r 9⎝⎛⎭⎫1x 9-r ·(-2x 2)r =C r 9(-2)r ·x 3r -9,令3r -9=0,得r =3,所以该二项展开式中的常数项为C 39(-2)3=-672,所以除常数项外,各项系数的和为-1-(-672)=671.6.(2018·石家庄二模)在(1-x )5(2x +1)的展开式中,含x 4项的系数为( ) A.-5 B.-15 C.-25D.25解析:选B 由题意含x 4项的系数为-2C 35+C 45=-15.7.(2018·枣庄二模)若(x 2-a )⎝⎛⎭⎫x +1x 10的展开式中x 6的系数为30,则a 等于( ) A.13 B.12 C.1D.2解析:选D ⎝⎛⎭⎫x +1x 10的展开式的通项公式为T r +1=C r 10·x 10-r ·⎝⎛⎭⎫1x r =C r 10·x 10-2r ,令10-2r =4,解得r =3,所以x 4项的系数为C 310.令10-2r =6,解得r =2,所以x 6项的系数为C 210.所以(x 2-a )⎝⎛⎭⎫x +1x 10的展开式中x 6的系数为C 310-a C 210=30,解得a =2. 8.若(1+mx )6=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 6x 6,且a 1+a 2+…+a 6=63,则实数m 的值为( ) A.1或3 B.-3 C.1D.1或-3解析:选D 令x =0,得a 0=(1+0)6=1.令x =1,得(1+m )6=a 0+a 1+a 2+…+a 6.∵a 1+a 2+a 3+…+a 6=63,∴(1+m )6=64=26,∴m =1或m =-3.9.(2019·唐山模拟)(2x -1)6的展开式中,二项式系数最大的项的系数是________.(用数字作答)解析:(2x -1)6的展开式中,二项式系数最大的项是第四项,系数是C 3623(-1)3=-160.答案:-16010.(2019·贵阳模拟)⎝⎛⎭⎫x +ax 9的展开式中x 3的系数为-84,则展开式的各项系数之和为________.解析:二项展开式的通项T r +1=C r 9x 9-r ⎝⎛⎭⎫a x r =a r C r 9x 9-2r ,令9-2r =3,得r =3,所以a 3C 39=-84,解得a =-1,所以二项式为⎝⎛⎭⎫x -1x 9,令x =1,则(1-1)9=0,所以展开式的各项系数之和为0.答案:011.⎝⎛⎭⎫x +1x +15展开式中的常数项为________. 解析:⎝⎛⎭⎫x +1x +15展开式的通项公式为T r +1=C r 5·⎝⎛⎭⎫x +1x 5-r .令r =5,得常数项为C 55=1,令r =3,得常数项为C 35·2=20,令r =1,得常数项为C 15·C 24=30,所以展开式中的常数项为1+20+30=51.答案:5112.已知⎝⎛⎭⎪⎫x +124x n的展开式中,前三项的系数成等差数列.(1)求n ;(2)求展开式中的有理项; (3)求展开式中系数最大的项.解:(1)由二项展开式知,前三项的系数分别为C 0n ,12C 1n ,14C 2n ,由已知得2×12C 1n =C 0n +14C 2n ,解得n =8(n =1舍去). (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫x +124x 8的展开式的通项T r +1=C r 8(x )8-r ·⎝ ⎛⎭⎪⎫124x r =2-r C r 8x 4-3r 4(r =0,1,…,8), 要求有理项,则4-3r 4必为整数,即r =0,4,8,共3项,这3项分别是T 1=x 4,T 5=358x ,T 9=1256x 2.(3)设第r +1项的系数a r +1最大,则a r +1=2-r C r 8,则a r +1a r =2-r C r82-(r -1)C r -18=9-r 2r ≥1, a r +1a r +2=2-r C r 82-(r +1)C r +18=2(r +1)8-r≥1, 解得2≤r ≤3.当r =2时,a 3=2-2C 28=7,当r =3时,a 4=2-3C 38=7,因此,第3项和第4项的系数最大,B 级1.在二项式⎝⎛⎭⎫x -1x n 的展开式中恰好第五项的二项式系数最大,则展开式中含有x 2项的系数是( )A.35B.-35C.-56D.56解析:选C 由于第五项的二项式系数最大,所以n =8.所以二项式⎝⎛⎭⎫x -1x 8展开式的通项公式为T r +1=C r 8x 8-r (-x -1)r =(-1)r C r 8x8-2r,令8-2r =2,得r =3,故展开式中含有x 2项的系数是(-1)3C 38=-56.2.已知C 0n -4C 1n +42C 2n -43C 3n +…+(-1)n 4n C n n =729,则C 1n +C 2n +…+C nn 的值等于( )A.64B.32C.63D.31解析:选C 因为C 0n -4C 1n +42C 2n -43C 3n +…+(-1)n 4n C n n =729,所以(1-4)n =36,所以n =6,因此C 1n +C 2n +…+C n n =2n -1=26-1=63.3.(2019·济南模拟)⎝⎛⎭⎫x -a x ⎝⎛⎭⎫2x -1x 5的展开式中各项系数的和为2,则该展开式中含x 4项的系数为________.解析:令x =1,可得⎝⎛⎭⎫x -a x ⎝⎛⎭⎫2x -1x 5的展开式中各项系数的和为1-a =2,得a =-1,则⎝⎛⎭⎫x +1x ⎝⎛⎭⎫2x -1x 5展开式中含x 4项的系数即是⎝⎛⎭⎫2x -1x 5展开式中的含x 3项与含x 5项系数的和.又⎝⎛⎭⎫2x -1x 5展开式的通项为T r +1=C r 5(-1)r ·25-r ·x 5-2r ,令5-2r =3,得r =1,令5-2r =5,得r =0,将r =1与r =0分别代入通项,可得含x 3项与含x 5项的系数分别为-80与32,故原展开式中含x 4项的系数为-80+32=-48.答案:-484.设复数x =2i 1-i(i 是虚数单位),则C 12 019x +C 22 019x 2+C 32 019x 3+…+C 2 0192 019x 2 019=( ) A.iB.-iC.-1+iD.-i -1解析:选D 因为x =2i 1-i =2i (1+i )(1-i )(1+i )=-1+i ,所以C 12 019x +C 22 019x 2+C 32 019x 3+…+C 2 0192 019x 2 019=(1+x )2 019-1=(1-1+i)2 019-1=i 2 019-1=-i -1.5.已知(x +2)9=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 9x 9,则(a 1+3a 3+5a 5+7a 7+9a 9)2-(2a 2+4a 4+6a 6+8a 8)2的值为( )A.39B.310C.311D.312解析:选D 对(x +2)9=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 9x 9两边同时求导,得9(x +2)8=a 1+2a 2x +3a 3x 2+…+8a 8x 7+9a 9x 8,令x =1,得a 1+2a 2+3a 3+…+8a 8+9a 9=310,令x =-1,得a 1-2a 2+3a 3-…-8a 8+9a 9=32.所以(a 1+3a 3+5a 5+7a 7+9a 9)2-(2a 2+4a 4+6a 6+8a 8)2=(a 1+2a 2+3a 3+…+8a 8+9a 9)(a 1-2a 2+3a 3-…-8a 8+9a 9)=312.6.设a =⎠⎛012x d x ,则二项式⎝⎛⎭⎫ax 2-1x 6展开式中的常数项为________. 解析:a =⎠⎛01 2x d x =x 2⎪⎪⎪10=1,则二项式⎝⎛⎭⎫ax 2-1x 6=⎝⎛⎭⎫x 2-1x 6,其展开式的通项公式为T r +1=C r 6(x 2)6-r ·⎝⎛⎭⎫-1x r =(-1)r C r 6x 12-3r ,令12-3r =0,解得r =4.所以常数项为(-1)4C 46=15. 答案:15。
二项式定理
第3讲二项式定理[必备知识]考点1二项式定理1.二项式定理(a+b)n=C0n a n+C1n a n-1b+…+C k n a n-k b k+…+C n n b n(n∈N*)叫做二项式定理.2.二项展开式的通项T k+1=C k n a n-k b k为展开式的第k+1项.3.二项式系数二项展开式中各项的系数C k n(k∈{0,1,…,n})叫做二项式系数.考点2二项式系数的性质[必会结论]二项展开式形式上的特点: (1)项数为n +1.(2)各项的次数都等于二项式的幂指数n ,即a 与b 的指数的和为n .(3)字母a 按降幂排列,从第一项开始,次数由n 逐项减1直到零;字母b 按升幂排列,从第一项起,次数由零逐项增1直到n .(4)二项式的系数从C 0n ,C 1n ,…一直到C n -1n ,C nn .二、小题快练1.[2014·湖南高考]⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -2y 5的展开式中x 2y 3的系数是( ) A .-20 B .-5 C .5 D .20 2.[课本改编]若(x -1)4=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4,则a 0+a 2+a 4的值为( )A .9B .8C .7D .6 3.[课本改编]若⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1x n 展开式的二项式系数之和为64,则展开式的常数项为( )A .10B .20C .30D .1204.[2015·广东高考]在(x -1)4的展开式中,x 的系数为______. 5.[2015·天津高考]在⎝ ⎛⎭⎪⎫x -14x 6的展开式中,x 2的系数为______ 考向二项展开式中特定项或系数问题例1(1)[2015·陕西高考]二项式(x +1)n (n ∈N +)的展开式中x 2的系数为15,则n =( )A .7B .6C .5D .4(2)[2015·重庆高考]⎝ ⎛⎭⎪⎫x 3+12x 5的展开式中x 8的系数是______(用数字作答).52考向 二项式系数的和或各项系数的和例2 (1)[2015·湖北高考]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 .212B .211C .210D .29(2)若(1+x +x 2)6=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 12x 12,则a 2+a 4+…+a 12=____.364二项式定理中赋值法的应用(1)形如(ax +b )n ,(ax 2+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.(2)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.(3)若f (x )=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a n x n ,则f (x )展开式中各项系数之和为f (1),奇数项系数之和为a 0+a 2+a 4+…=f (1)+f (-1)2, 偶数项系数之和为a 1+a 3+a 5+…=f (1)-f (-1)2.考向项的系数的最值问题例3 已知⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x +124x n的展开式中前三项x 的系数为等差数列.(1)求二项式系数最大项; (2)求展开式中系数最大的项.1.求二项式系数最大项(1)如果n 是偶数,那么中间一项(第⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2+1项)的二项式系数最大; (2)如果n 是奇数,那么中间两项(第n +12项与第⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫n +12+1项)的二项式系数相等并最大.2.求展开式系数最大项如求(a +bx )n (a ,b ∈R )的展开式系数最大的项,一般是采用待定系数法,设展开式各项系数分别为A 1,A 2,…,A n +1,且第k 项系数最大,应用⎩⎨⎧A k ≥A k -1A k ≥A k +1从而解出k 来,即得.【变式训练3】 [2016·宜昌高三测试]已知(x 23+3x 2)n 的展开式中,各项系数和与它的二项式系数和的比为32.(1)求展开式中二项式系数最大的项; (2)求展开式中系数最大的项.命题角度1 几个多项式积的展开式问题例4 [2015·课标全国卷Ⅱ](a +x )(1+x )4的展开式中x 的奇数次幂项的系数之和为32,则a =________.3命题角度2 与整除有关的问题例5 [2016·潍坊模拟]设a ∈Z ,且0≤a <13,若512012+a 能被13整除,则a =( )A .0B .1C .11D .12命题角度3 求近似值的问题例6 求1.028的近似值.(精确到小数点后三位) [解] 1.028=(1+0.02)8≈C 08+C 18·0.02+C28·0.022+C 38·0.023≈1.172. 命题角度4 二项式定理与函数的交汇问题 例7 [2013·陕西高考]设函数f (x )=⎩⎨⎧⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1x 6,x <0,-x ,x ≥0,则当x >0时,f [f (x )]表达式的展开式中常数项为( )A .-20B .20C .-15D .15【变式训练4】[2016·昆明调研]⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +x (1-x )4的展开式中x 的系数是________.3核心规律1.二项展开式的通项T k +1=C k n a n -k b k是展开式的第k +1项,这是解决二项式定理有关问题的基础.在利用通项公式求指定项或指定项的系数时,要根据通项公式讨论对k 的限制.2.因为二项式定理中的字母可取任意数或式,所以,在解题时,根据题意,给字母赋值,是求解二项展开式各项系数和的重要方法.题型技法系列24——拆分法破解三项展开式中特定项(系数)问题 [2015·课标全国卷Ⅰ](x 2+x +y )5的展开式中,x 5y 2的系数为( )A .10B .20C .30D .60(1)[2016·皖南八校联考](x 2-4x +4)5的展开式中x 的系数是_____.-5120(2)[2016·河北名校联考](x 2-x +2)5的展开式中x 3的系数为_______.-2001.[2016·沈阳模拟]⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1x 7的展开式的第4项等于5.则x 等于( )A.17 B .-17C .7D .-72.[2015·大连模拟](2-x )8展开式中不含x 4项的系数的和为( )A .-1B .0C .1D .23.[2016·唐山模拟]⎝⎛⎭⎪⎫3x -2x 8二项展开式中的常数项为( )A .56B .-56C .112D .-1124.[2014·四川高考]在x (1+x )6的展开式中,含x 3项的系数为( )A .30B .20C .15D .105.若对于任意的实数x ,有x 3=a 0+a 1(x -2)+a 2(x -2)2+a 3(x -2)3,则a 2的值为( )A .3B .6C .9D .12[A 级 基础达标](时间:40分钟)1.[2014·湖北高考]若二项式⎝⎛⎭⎪⎫2x +a x 7的展开式中1x 3的系数是84,则实数a =( )A .2 B.34 C .1 D.242.[2016·唐山模拟]⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+1x 2-23展开式中的常数项为( )A .-8B .-12C .-20D .203.设(1+x )n =a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+…+a n x n ,若a 1+a 2+a 3+…+a n =63,则展开式中系数最大的项是( )A .15x 2B .20x 3C .21x 3D .35x 3 4.[2016·洛阳二测](x +1)(x -2)6的展开式中x 4的系数为( )A .-100B .-15C .35D .220 5.在⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x2-13x n 的展开式中,只有第5项的二项式系数最大,则展开式中常数项是( )A .-7B .7C .-28D .286.设二项式⎝⎛⎭⎪⎫3x +3x n的展开式各项系数的和为a ,所有二项式系数的和为b .若a +2b =80,则n 的值为( )A .8B .4C .3D .27.[2015·四川高考]在(2x -1)5的展开式中,含x 2的项的系数是________(用数字填写答案).40-8.[2016·安徽江南十校联考]二项式⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1ax 6(a >0)展开式中x 2项的系数为15,则实数a =________.19.[2014·山东高考]若⎝⎛⎭⎪⎫ax 2+b x 6的展开式中x 3项的系数为20,则a 2+b 2的最小值为________.211.已知⎝ ⎛⎭⎪⎫x -2x 2n (n ∈N *)的展开式中第五项的系数与第三项的系数的比是10∶1.(1)求展开式中各项系数的和; (2)求展开式中含x 23的项.12.已知在⎝⎛⎭⎪⎫12x 2-1x n 的展开式中,第9项为常数项,求:(1)n 的值;(2)展开式中x 5的系数; (3)含x 的整数次幂的项的个数.[B 级 知能提升](时间:20分钟)1.[2016·洛阳统考]设n 为正整数,⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1x x 2n 展开式中存在常数项,则n 的一个可能取值为( )A .16B .10C .4D .2 2.若⎝ ⎛⎭⎪⎫x +a x ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -1x 5的展开式中各项系数的和为2,则该展开式的常数项为( )A .-40B .-20C .20D .40 3.[2016·江西八校联考]若(1+x )(1-2x )7=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a8x8,则a1+a2+…+a7的值是________.125。
二项式定理
二项式定理二项式定理binomial theorem二项式定理,又称牛顿二项式定理,由艾萨克·牛顿于1664-1665年提出。
公式为:(a+b)^n=Cn0a^nb^0+Cn1a^(n-1)b^1+……+Cnna^0b^n此定理指出:1、(a+b)^n的二项展开式共有n+1项,其中各项的系数Cnr(r∈{0,1,2,……,n})叫做二项式系数。
等号右边的多项式叫做二项展开式。
2、二项展开式的通项公式(简称通项)为Cnr(a)^(n-r)b^r,用Tr+1表示(其中“r+1”为角标),即通项为展开式的第r+1项(如下图),即n取i的组合数目。
因此系数亦可表示为杨辉三角或帕斯卡三角形二项式定理(Binomial Theorem)是指(a+b)n在n为正整数时的展开式。
(a+b)n的系数表为:1 n=01 1 n=11 2 1 n=21 3 3 1 n=31 4 6 4 1 n=41 5 10 10 5 1 n=51 6 15 20 15 6 1 n=6…………………………………………………………(左右两端为1,其他数字等于正上方的两个数字之和)发现历程在中国被称为「贾宪三角」或「杨辉三角」,一般认为是北宋数学家贾宪所首创。
它记载于杨辉的《详解九章算法》(1261)之中。
在阿拉伯数学家卡西的著作《算术之钥》(1427)中也给出了一个二项式定理系数表,他所用的计算方法与贾宪的完全相同。
在欧洲,德国数学家阿皮安努斯在他1527年出版的算术书的封面上刻有此图。
但一般却称之为「帕斯卡三角形」,因为帕斯卡在1654年也发现了这个结果。
无论如何,二项式定理的发现,在中国比在欧洲要早500年左右。
杨辉三角1665年,牛顿把二项式定理推广到n为分数与负数的情形,给出了展开式,但并未给出进一步证明。
1811年,高斯对此进行了严格的证明,结果表明牛顿的猜想是正确的。
应用二项式定理在组合理论、开高次方、高阶等差数列求和,以及差分法中有广泛的应用。
二项式定理百科
二项式定理百科二项式定理(Binomial theorem)是数学中的一个重要定理,它描述了如何展开一个二项式的幂。
这个定理在代数、组合数学、概率论等领域都有广泛应用。
本文将详细介绍二项式定理及其应用。
一、二项式定理的定义二项式定理是指对于任意实数a和b以及非负整数n,都有以下等式成立:$$(a+b)^n=\sum_{k=0}^{n}\binom{n}{k}a^{n-k}b^k$$其中,$\binom{n}{k}$表示组合数,计算公式为$$\binom{n}{k}=\frac{n!}{k!(n-k)!}$$式中的$\binom{n}{k}$可以读作n选择k,它表示从n个元素中选择k个元素的组合数。
二项式系数$\binom{n}{k}$决定了二项式展开后各项的系数。
二、二项式定理的展开式通过二项式定理,可以将一个二项式的幂展开成多个项的和。
例如,对于$(a+b)^3$,应用二项式定理,展开式为:$$(a+b)^3=\binom{3}{0}a^3b^0+\binom{3}{1}a^2b^1+\binom{3}{2}a ^1b^2+\binom{3}{3}a^0b^3$$化简得:$$a^3+3a^2b+3ab^2+b^3$$可以看出,展开后的每一项的指数和为3,且系数由组合数$\binom{3}{k}$确定。
三、二项式定理的应用1. 代数应用二项式定理常用于代数运算中,特别是求解多项式的展开式和系数。
通过二项式定理,可以快速计算高次幂的二项式展开式,简化复杂计算过程。
同时,二项式定理也可用于证明其他代数恒等式。
2. 组合数学组合数学研究的是离散结构和计数问题。
二项式定理的组合数$\binom{n}{k}$用于计算从n个元素中选择k个元素的方法数。
这对于排列组合、概率计算等问题都具有重要意义。
3. 概率论在概率论中,二项分布是一种重要的离散概率分布,它描述了一系列独立重复实验中成功次数的概率分布。
二项式定理可以用于计算二项分布的概率,判断在一定概率下,事件发生k次的概率。
二项式定理
二项式定理二项式定理是高中数学的重要内容之一、它是一个基本的公式,用来展开二项式的幂次。
在代数学中有广泛应用,并在组合数学、高等数学等领域中发挥了重要作用。
本文将介绍二项式定理的概念、基本公式以及一些常见的应用。
一、二项式定理的概念和基本公式二项式定理的概念:二项式定理是用来展开二项式的幂次的公式。
简而言之,就是把形如(a+b)^n的表达式展开成多项式的形式。
基本公式:根据二项式定理,我们可以得到二项式的展开式。
对于(a+b)^n,其中a和b为任意实数,n为非负整数,根据二项式定理,展开式为:(a+b)^n=C(n,0)a^n+C(n,1)a^(n-1)b+C(n,2)a^(n-2)b^2+...+C(n,k)a^(n-k)b^k+...+C(n,n)b^n其中,C(n,k)表示组合数,即从n个元素中选择k个元素的组合数。
C(n,k)可以用组合数公式计算得到:C(n,k)=n!/(k!(n-k)!)C(n,k)即为"n choose k",读作"n中取k"。
二、二项式定理的应用1.二项式定理的应用于计算:二项式定理可以用于计算各种二项式的展开式,特别是高次幂的情况。
通过展开式,我们可以计算出结果,以及每一项的系数。
例如,我们可以用二项式定理来计算(a+b)^4的展开式为:(a+b)^4 = C(4,0)a^4 + C(4,1)a^3b + C(4,2)a^2b^2 + C(4,3)ab^3 + C(4,4)b^4= a^4 + 4a^3b + 6a^2b^2 + 4ab^3 + b^42.二项式定理的应用于排列组合问题:二项式定理在排列组合问题中也有广泛的应用。
对于排列组合问题,可以使用组合数来解决。
而组合数又可以使用二项式定理来计算。
例如,我们要从n个元素中选取k个元素,所有可能的方案数可以用组合数C(n,k)表示。
由于组合数可以用二项式定理来计算,我们可以直接得到结果。
二项式定理
二项式定理
二项式定理又被称作伯努利公式,它是探究连续抛硬币的实验中事件发生概率的数学描述。
伯努利二项式定理告诉我们在n次独立实验中,每次实验出现成功的概率是p,失败的概率是q=1-p时,x次成功、y次失败的概率的公式为:
P(x,y)=C (x+y) p*x *q*y
其中,x和y的取值依据n,不超过n,当x = 0 时,y不能超过n,当y=0时,x也不能超过n。
二项式定理是统计学中重要的一个定理,在很多研究中经常会用到。
它可以说明很多现象,甚至是极端事件。
比如,股票市场的大幅波动,有可能是一次大的事件,这种概率通常由二项式分布函数来进行描述。
另外,二项式定理还可以用来解释如何解决使用连续估计量进行统计检验的问题。
假设有一个概率实验,它由一系列n次独立实验组成,要预言每次实验结果,可以尝试利用二项式定理。
比如,在一系列独立实验中,出现成功概率和失败概率为p和q,要求给定n次实验中,出现x次失败概率,可以用二项式公式求出。
二项式定理的灵活运用,被广泛应用在不同的研究领域中。
因此,二项式定理是概率论中基本且重要的定理,它的分析有助于更好的理解独立实验的结果,以及大量实验中各种可能情况的发生概率。
此外,二项式定理也广泛被应用在保险、金融、微观经济学中,为研究及其评估等活动提供了有力的支持。
二项式定理的基本概念和应用
二项式定理的基本概念和应用二项式定理,又称为“二项式展开定理”,是数学中的一个重要定理,它描述了一个二项式的幂的展开式。
本文将对二项式定理的基本概念和应用进行探讨,希望能够对读者理解和应用该定理起到一定的帮助。
1. 二项式定理的基本概念二项式定理是指将一个二项式的幂展开成一系列项的规律。
表达式的形式如下:$(a + b)^n = \sum_{k=0}^{n}C_n^k \cdot a^{n-k} \cdot b^k$其中,$(a + b)^n$表示一个二项式的幂,$C_n^k$表示组合数,即从n个元素中选取k个元素的组合数。
2. 二项式定理的证明二项式定理的证明可以通过多种方法进行,其中较为常见的有以下两种方法:数学归纳法和组合数学方法。
这里简要介绍一下数学归纳法的证明思路。
首先,在n=1的情况下,二项式定理成立:$(a + b)^1 = a^1 + b^1$接下来,假设当n=m时,二项式定理也成立,即$(a + b)^m = \sum_{k=0}^{m}C_m^k \cdot a^{m-k} \cdot b^k$我们需要证明当n=m+1时,定理也成立。
通过展开$(a + b)^{m+1}$,我们可以得到:$(a + b)^{m+1} = (a + b)^m \cdot (a + b)$根据假设得到的等式,我们将其代入上述公式:$(a + b)^{m+1} = \left(\sum_{k=0}^{m}C_m^k \cdot a^{m-k} \cdotb^k\right) \cdot (a + b)$我们可以对上述公式进行分配律的展开:$(a + b)^{m+1} = \left(\sum_{k=0}^{m}C_m^k \cdot a^{m-k+1} \cdot b^k\right) + \left(\sum_{k=0}^{m}C_m^k \cdot a^{m-k} \cdotb^{k+1}\right)$我们可以对上述等式进行一些变换和合并得到:$(a + b)^{m+1} = \sum_{k=0}^{m}\left(C_m^k \cdot a^{m-k+1} \cdot b^k + C_m^k \cdot a^{m-k} \cdot b^{k+1}\right)$进一步化简,我们得到:$(a + b)^{m+1} = \sum_{k=0}^{m}\left((C_m^k + C_m^{k-1}) \cdota^{m-k+1} \cdot b^k\right)$我们可以观察到$(C_m^k + C_m^{k-1})$的表达式,它可以化简成组合数的形式:$C_{m+1}^k$,于是上述等式可以再次化简为:$(a + b)^{m+1} = \sum_{k=0}^{m+1}\left(C_{m+1}^k \cdot a^{m+1-k} \cdot b^k\right)$因此,根据数学归纳法,我们可以得出结论:对于任意的非负整数n,二项式定理都成立。
二项式定理
二项式定理二项式定理是高中数学中的重要内容。
它表示了一个二元多项式的n次幂的展开式。
其中,二项式系数是展开式中每一项的系数,可以用组合数来表示。
具体来说,二项式定理可以表示为:$(a+b)^n=\sum_{k=0}^n \binom{n}{k} a^{n-k}b^k$。
其中,$\binom{n}{k}$表示从n个元素中选取k个元素的组合数。
二项式定理有很多应用,例如近似计算和估计,证明不等式等。
在使用二项式定理时,我们可以利用它的性质来简化计算。
其中,二项式系数具有对称性、增减性和最大值等性质。
此外,所有二项式系数的和等于$2^n$,奇数项的二项式系数和与偶数项的二项式系数和相等。
需要注意的是,展开式共有n+1项,而二项式系数$\binom{n}{r}$是展开式中第r+1项的系数。
此外,展开式中的通项$T_{r+1}=\binom{n}{r}a^{n-r}b^r$。
在使用二项式定理时,我们可以将一般情况转化为特殊情况,或者使用赋值法等思维方式来简化计算。
1.问题讨论1.1 例1求解C(n)等于(1/n) * [C(n,1) + 3*C(n,2) + 9*C(n,3) +。
+ 3^(n-1)*C(n,n)],以及当n为奇数时,7+C(n,7)+C(n,14)+。
+C(n,7+(n-1)/2)的余数。
解。
1.1.1 求解C(n)设S(n) = C(n)。
则有:S(n) + 3S(n) = 3*C(n,1) + 3*C(n,2) +。
+ 3^n-1*C(n,n)将上式两边相减,得:S(n) = (1/4) * [C(n,1) + 3*C(n,2) + 9*C(n,3) +。
+ 3^(n-1)*C(n,n)]所以,C(n)等于(1/n) * [C(n,1) + 3*C(n,2) + 9*C(n,3) +。
+ 3^(n-1)*C(n,n)]。
1.1.2 求解余数XXX(n,7)+C(n,14)+。
+C(n,7+(n-1)/2)的余数等于8^(n-1)的余数,因为:XXX(n,7)+C(n,14)+。
二项式定理系数和公式
二项式定理系数和公式
随着互联网技术的发展,二项式定理系数和公式也应运而生,并得到了广泛的
应用。
二项式定理的定义是“任意一个正整数n>0,即(x+y)^n = Σx^(n-k)y^k,
其中k=0→n。
” 二项式定理说明,任何正整数n所对应的二项式系数实际上便是(x+y)^n由x和y展开后, x^(n-k)y^k组成的单项中,x^(n-k)y^k的系数经可以
通过表达式n!/((n-k)!k!),而n!即n的阶乘,n! = 1*2*3*4*…*n。
借助于二项式定理有着多种应用,可以公式化地考察概率问题、棋类问题以及
许多其他问题。
比如,将抛洒n枚骰子的所有可能结果以组合的形式表达式出来,便是一个标准的二项式定理。
还有一个极为重要的应用,二项式定理分形,可以描绘出大自然中可能存在的典型图案。
在网络和信息技术领域,二项式定理则可以应用于多媒体信号处理、视频压缩、数据传输、经济管理、信息系统的安全传输、符号处理、加密算法以及网络调制等。
这些技术的发展,得益于二项式定理的宽泛运用和广泛研究,使得我们的网络技术日益成熟。
由此可见,二项式定理系数和公式是互联网技术发展的重要基石,它不仅可以
解决许多实际问题,而且可以应用于多种技术领域,正如此它可谓是互联网技术发展中不可缺少的因素,值得我们重视和深入研究。
二项式定理知识点总结
二项式定理知识点总结一、概念:(a+b)^n=C(n,0)a^nb^0+C(n,1)a^(n-1)b^1+C(n,2)a^(n-2)b^2+...+C(n,n-1)a^1b^(n-1)+C(n,n)a^0b^n其中,C(n,k)表示组合数,即从n个元素中取出k个元素的组合方式数。
二、证明:可以用排列组合的方法证明二项式定理。
考虑对(a+b)^n展开式中每一项的系数,将(a+b)^n表示为n个相加的项,每一项由a和b组成。
可以把这n个项分成若干组,每组的项数k从0到n,且对于固定的k有k个a和n-k个b。
根据组合数的定义,对于每组项数k,其系数为C(n,k),因此可以得到二项式定理。
三、应用:1.计算组合数:二项式定理可以用来计算组合数。
当a=b=1时,二项式展开后的每一项系数即为对应的组合数。
例如,(1+1)^n=2^n,系数为1,n,n(n-1)/2,n(n-1)(n-2)/6,...,依次为组合数C(n,0),C(n,1),C(n,2),...2. 多项式展开:利用二项式定理,可以方便地展开多项式。
例如,(a+b)^3 = a^3 + 3a^2b + 3ab^2 + b^33.计算幂数:二项式定理可以用于计算幂,即对于任意整数m,可以使用二项式定理计算(a+b)^m的展开式,将其中的每一项进行计算,得到每一项的幂数。
4.计算二项式系数:二项式定理可以用来计算二项式系数,即对于给定的a,b和n,可以通过二项式定理展开式中的各项系数得到相应的二项式系数。
五、推广:1.负指数:二项式定理不仅适用于非负整数n,也适用于负指数n,即(a+b)^n=C(n,0)a^nb^0+C(n,1)a^(n-1)b^1+C(n,2)a^(n-2)b^2+...+C(n,n-1)a^1b^(n-1)+C(n,n)a^0b^n。
这样可以扩展二项式定理的应用范围。
2. 多变量二项式定理:二项式定理不仅限于两个变量a和b,可以推广到多变量的情况。
二项式定理
2
4
10-2r ∈Z, 3 (3)根据通项公式,由题意 0≤r≤10, r∈N. 10-2r 3 令 =k(k∈Z),则 10-2r=3k,即 r=5- k, 3 2 ∵r∈N,∴k 应为偶数. ∴k 可取 2,0,-2,即 r 可能取 2,5,8. 所以第 3 项,第 6 项与第 9 项为有理项,它们分别为 15 1 12 2 2 5 8 ,C10- 8x-2. C10(- ) x ,C10 - 2
nr
[自主解答] (1)通项为
1 n 2 r r =Cn-2r x 3 ,
Tr+1=Cr x n
3
1 - r x 2
r 3
n-2r 因为第 6 项为常数项,所以 r=5 时,有 =0, 3 即 n=10. n-2r 1 1 (2)令 =2,得 r= (n-6)= ×(10-6)=2, 3 2 2 ∴所求的系数为 1 2 45 2 C10 - = .
⇒5≤r≤6.∴r=5 或 r=6.
∵r∈{0,1,2,…,8}. ∴系数最大的项为 T6=1792x5,T7=1792x6.
6. C n 2 C n 4 C n 2 C n 等于(
0 1 2 n n
A)
3 1
n
(A) 3
n
(B) 2 3
2 2
n
(C)
3 3
2
n
1
n n
0 4 Cn+C2 +Cn+… n =
2n-1 .
[思考探究2] 二项式系数与项的系数有什么区别? 提示:二项式系数与项的系数是完全不同的两个概念.二项 式系数是指 ,它只与各项的项数有关,而与a,
b的值无关;而项的系数是指该项中除变量外的部分,它不 仅与各项的二项式系数有关,而且也与a,b的值有关.
二项式定理的基本公式
二项式定理的基本公式二项式定理是高中数学中的重要概念,它能够方便地计算任意两个数的幂次和。
二项式定理的基本公式如下:$$(a+b)^n = C_n^0a^n+b^0 + C_n^1a^{n-1}b^1 + C_n^2a^{n-2}b^2 + \ldots + C_n^ra^{n-r}b^r + \ldots + C_n^na^0b^n$$其中,$C_n^r$表示从$n$个元素中选取$r$个元素的组合数,也叫做二项式系数。
二项式定理可以通过数学归纳法来证明。
下面我们来详细解释一下二项式定理的应用和意义。
二项式定理可以用来展开任意整数次幂的二项式。
例如,如果我们要计算$(a+b)^3$的展开式,根据二项式定理,展开式为:$$(a+b)^3 = C_3^0a^3+b^0 + C_3^1a^2b^1 + C_3^2a^1b^2 + C_3^3a^0b^3$$化简后得到:$$(a+b)^3 = a^3+3a^2b+3ab^2+b^3$$这就是$(a+b)^3$的展开式。
二项式定理可以用来快速计算幂次较大的数。
例如,如果我们要计算$(2+3)^5$,根据二项式定理,展开式为:$$(2+3)^5 = C_5^02^5+3^0 + C_5^12^4\cdot3^1 + C_5^22^3\cdot3^2 + C_5^32^2\cdot3^3 + C_5^42^1\cdot3^4 + C_5^52^0\cdot3^5$$化简后得到:$$(2+3)^5 = 2^5+5\cdot2^4\cdot3+10\cdot2^3\cdot3^2+10\cdot2^2\c dot3^3+5\cdot2\cdot3^4+3^5$$计算后得到$(2+3)^5= 243$。
二项式定理还可以用来推导和证明其他数学定理。
例如,二项式定理可以用来证明组合恒等式:$$C_n^0 + C_n^1 + C_n^2 + \ldots + C_n^n = 2^n$$这个恒等式在概率论和组合数学中有重要的应用。
二项式定理
学案:二项式定理一、知识讲解1、二项式定理:=+)(b a n 注:二项式)(b a n +的展开式一共有 项。
2、通项公式:T r 1+= ,其中n r ≤≤0, 叫做二项式系数。
3、二项式系数的性质:(1)对称性:m n C = ;(2)二项式系数之和n n n n n C C C C ++++........210= ;(注:求展开式系数之和时令x=1) ++=++3120n n n n C C C C = ;(3)二项式系数的最大值:当n 为奇数时,二项式系数以 和 最大;当n 为偶数时,二项式系数以 最大。
4、特征项的求法(1)展开式中的常数项令"x"的次数等于 ;(2)展开式中的有理项则"x"的次数应为 (无理项应为 )。
二、例题讲解例1: 在二项式52)1(x x -的展开式中,含x 4的项的系数是______.变式:(1)82)1)(21(x x x -+的展开式中常数项为______.(用数字作答)(2) 求1003)23(+x 的展开式中x 的系数为有理数的项的个数.例2:若(1+x )n 的展开式中,第7项和第8项的二项式系数最大,求n 的值;变式: (1)已知n n x )1(-的展开式中,第3项与第6项的系数互为相反数,求展开式中系数最小的项.(2)已知(a 2+1)n 的展开式中的各项系数之和等于52)1516(xx +的展开式的常数项,而(a 2+1)n 的展开式中的系数最大项等于54,求a 的值,例3 :已知(1-2x )7=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 7x 7.求:(1)a 1+a 2+…+a 7;(2)a 1+a 3+a 5+a 7;(3)a 0+a 2+a 4+a 6;(4)|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 7|.变式: 若多项式x 2+x 10=a 0+a 1(x +1)+a 2(x +1)2+…+a 9(x +1)9+a 10(x +1)10,则a 9=______.例4:求证:)(98322*+∈--N n n n 能被64整除.变式:设a ∈Z ,且013a ≤<,若201251a +能被13整除,则a =( )A .0B .1C .11D .12三、练习1、若n x x )1(2-的展开式中的所有二项式系数和为512,则该展开式中的常数项为( )(A)-84(B)84 (C)-36 (D)36 2、1211除以100的余数是( )A .1B . 10C .11D .213、在(1+x )5(1-x )4的展开式中,x 3的系数是( )(A)4 (B)-4 (C)8 (D)-84、若nC 21与m n C 同时有最大值,则m 的值是( ) (A)5(B)4或5 (C)5或6 (D)6或7 5、若n x x )23(32-的展开式中含有非零常数项,则正整数n 的最小值为( ) (A)10 (B)6 (C)5 (D)36、若(x +1)n =x n +…+ax 3+bx 2+…+1,(n ∈N *),且a ∶b =3∶1,那么n =______.7、观察下列等式:2235515-=+C C ,3799591922+=++C C C ,511131391351311322-=+++C C C C ,7151717131791751711722+=++++C C C C C ,……由以上等式推测到一个一般的结论:对于=++++∈+++++1414914514114*,n n n n n C C C C n N ___________.8、在(3x +1)n 的展开式中,如果各项系数的和比各项二项式系数的和大992,则n=9、若)()21(20092009102009R ∈+++=-x x a x a a x ,200920092122a a a a +++ =10、设数列{}n a 是等比数列,123321-+•=m m m A C a ,公比q 是42)41(xx +的展开式中的第二项(按x 的降幂排列)⑴用n 、x 表示通项n a 与前项和n S ;⑵若n n n n n n S C S C S C A +++= 2211,用n 、x 表示n A .。
数学中的二项式定理
数学中的二项式定理数学中的二项式定理是一个重要的定理,它在代数、组合数学等领域有着广泛的应用。
二项式定理可以用来展开多项式的幂,计算组合数以及推导其他重要的数学公式。
本文将介绍二项式定理的定义、展开式、应用以及相关推广。
一、二项式定理的定义二项式定理是指对于任意实数a和b以及非负整数n,以下等式成立:(a+b)^n = C(n,0)a^n·b^0+C(n,1)a^(n-1)·b^1+C(n,2)a^(n-2)·b^2+...+C(n,n-1)ab^(n-1)+C(n,n)a^0·b^n其中C(n,k)表示组合数,计算公式为:C(n,k) = n!/((n-k)!·k!)二、二项式定理的展开式二项式定理可以将一个幂展开成一系列项的和,称为二项式展开式。
展开式的各项由a和b的系数及指数组成,且指数和为n。
例如,当n=3时,二项式定理展开为:(a+b)^3 = C(3,0)a^3+b^0+C(3,1)a^2·b^1+C(3,2)a^1·b^2+C(3,3)a^0·b^3 = a^3+3a^2b+3ab^2+b^3展开式中的每一项,可以通过二项式系数进行计算。
以n=3为例,展开式中的系数为:C(3,0)=1,C(3,1)=3,C(3,2)=3,C(3,3)=1三、二项式定理的应用1. 求组合数二项式定理中的组合数C(n,k)表示在n个元素中选取k个元素的组合数。
组合数在概率、统计学、排列组合等领域有着重要的应用。
例如,C(5,2)表示在5个元素中选取2个元素的组合数,计算公式为:C(5,2) = 5!/((5-2)!·2!) = 102. 展开多项式二项式定理的展开式可以用来展开多项式的幂,使得计算变得更加简便。
通过展开多项式,可以得到每一项的系数及指数,从而进一步进行计算。
例如,对于多项式(x+y)^4的展开式为:(x+y)^4 =C(4,0)x^4+y^0+C(4,1)x^3·y^1+C(4,2)x^2·y^2+C(4,3)x^1·y^3+C(4,4)x^0·y ^4= x^4+4x^3y+6x^2y^2+4xy^3+y^43. 推导其他公式二项式定理在推导其他重要的数学公式时也起到了重要的作用。
二项式定理
例 2、证明 、证明:99 -1 能被 1000 整除
10
七、其他应用
例5、求(1+x)+(1+x)2+ (1+x)3 + …+(1+x)2n 、 ) n ∈ N*的展开式中含 n的系数 的展开式中含x
练 习
展开式中x 求(1- x )6( 1 + x )4展开式中 3的系数 -
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
注:求二项式系数、项的系数或项的另 求二项式系数、 一种方法是利用二项式的通项公式
练习
1、 (
x a
2
−
a x
) 的展开式中,第五项是____________ 的展开式中,
6
2、 ( a −
3
1
a 第_________项
)15 的展开式中,不含 a 的项是 的展开式中,
应用
一、近似值计算
精确到0.01) 例1、计算(0.997)3的近似值 (精确到 、计算( ) 精确到
2 r n r n n n
3、特例: 、特例:
(1 + x) = 1 + C x + C x + L + C x + L + C x
n 1 n 2 n
例1、(1)求(1+2x ) 的展开式的第4项的系数 (1)求
7
1 8 2 (2)求 (2)求(x − ) 的展开式中x 的系数和中间项 x
x 3 9 (3)求 (3)求 ( + ) 的展开式常数项 3 x
二 项 式 定 理 应 用
1、二项式定理: 、二项式定理:
(a + b) = C a + C a b +L+ C a b +L+ C b
二项式定理阶乘公式
二项式定理阶乘公式二项式定理和阶乘公式都是高中数学中的重要概念,它们在组合数学和概率论中有着广泛的应用。
本文将分别介绍这两个概念,并探讨它们之间的联系。
一、二项式定理二项式定理是指:$$(a+b)^n=\sum_{k=0}^{n}\binom{n}{k}a^{n-k}b^k$$其中,$\binom{n}{k}$表示从$n$个不同元素中取$k$个元素的组合数。
例如,$\binom{4}{2}=6$,表示从4个元素中取2个元素的组合数为6。
二项式定理的应用十分广泛,特别是在概率论和组合数学中。
例如,在掷骰子的游戏中,掷$n$次骰子,其中恰好出现$k$次某一面的概率可以用二项式定理来求解。
二、阶乘公式阶乘公式是指:$$n!=1\times2\times3\times\cdots\times n=\prod_{i=1}^n i$$阶乘公式常用于求解排列和组合问题。
例如,从$n$个不同的元素中取$r$个元素进行排列,排列数为$n(n-1)(n-2)\cdots(n-r+1)=\frac{n!}{(n-r)!}$;从$n$个不同的元素中取$r$个元素进行组合,组合数为$\binom{n}{r}=\frac{n!}{r!(n-r)!}$。
三、二项式定理与阶乘公式的联系二项式定理和阶乘公式之间存在着一定的联系。
事实上,可以用二项式定理来证明阶乘公式:$$(n+1)!=1\times2\times3\times\cdots\times n\times(n+1)$$$$=\frac{(n+1)(n+1)!}{n+1}=\frac{(n+1)!}{n+1}$$$$=\frac{(n+1)!}{1!(n-0)!}$$$$=\binom{n+1}{0}+\binom{n+1}{1}+\binom{n+1}{2}+\cdots +\binom{n+1}{n}$$$$=\sum_{k=0}^{n+1}\binom{n+1}{k}$$注意到$\binom{n+1}{0}=1$,$\binom{n+1}{n+1}=1$,因此:$$\sum_{k=0}^{n+1}\binom{n+1}{k}=\binom{n+1}{0}+\binom {n+1}{1}+\binom{n+1}{2}+\cdots+\binom{n+1}{n}+\binom{n +1}{n+1}=2^{n+1}$$因此,$$(n+1)!=2^{n+1}$$$$\Rightarrow n!=2^{n+1}\div(n+1)$$这个证明可以看出,阶乘公式与二项式定理之间的联系不仅在于它们都与组合数有关,而且也在于它们之间存在着一定的递推关系。
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T5
T41
C94
(
x 3
)94
(
3 )4 42x3 x
T6
T51
C95
(
x 3
)95
(
3 )5 x
3
42x 2
小结
1)注意二项式定理中二项展开式的特征 2)区别二项式系数,项的系数 3)掌握用通项公式求二项式系数,项的系 数及项
练习 求 x 3 9的展开式常数项 3 x
解:
Tr 1
C9r
( x )9r ( 3
3 )r x
C9r
(1)9r 3
3r
9r 1 r
x2
由9-r-
1 2
r
0得r
6.
T7
C96
(
1 3
)96
36
2268
练习
求 ( x 3 )9的展开式的中间两项 3x
解: 展开式共有10项,中间两项是第5、6项。
右边的多项式叫做(a+b)n的二项展开式 Cnr an-rbr:二项展开式的通项,记作Tr+1 Cnr : 二项式系数
注 ①二项展开式共有n+1项
②各项中a的指数从n起依次减小1,到0为此 各项中b的指数从0起依次增加1,到n为此
如(1+x)n =1+ Cn1 x+ Cn2 x2+ … +Cnr xr +…+ xn
2
x
1
9
的展开式的通项是
x
C9r
x9r
1 x
r
1 r C9r x92r
9-2r =3
r =3
x3系数是 (-1)3C93=-84
求(x+a)12的展开式中的倒数第4项
解: (x+a)12的展开式有13项,倒数第4 项是它的第10项
T91 C192 x129a9 220x3a9.
2).各项前的系数代表着什么? 各项前的系数 代表着这些项在展开式中出现 的次数
3).你能分析说明各项前的系数吗?
a4 a3b a2b2 ab3 b4
每个都不取b的情况有1种,即C40 ,则a4前的系数为C40 恰有1个取b的情况有C41种,则a3b前的系数为C41 恰有2个取b的情况有C42 种,则a2b2前的系数为C42 恰有3个取b的情况有C43 种,则ab3前的系数为C43 恰有4个取b的情况有C44种,则b4前的系数为C44 则 (a+b)4 =C40 a4 +C41 a3b +C42 a2b2 +C43 ab3 +C44 b4
(a+b)2 = a2 +2ab+b2 =C20 a2 + C21 ab+ C22 b2
(a+b)3=a3 + 3a2b+3ab2 + b3 = C30a3 +C31a2b+C32ab2 +C33 b3
(a+b)4= (a+b) (a+b) (a+b) (a+b)=?
问题
1).(a+b)4展开后各项形式分别是什么? a4 a3b a2b2 ab3 b4
(a+b)2= (a+b) (a+b) 展开后其项的形式为:a2 , ab , b2 这三项的系数为各项在展开式中出现的次数. 考虑b: 每个都不取b的情况有C20 种,则a2前的系数为C20 恰有1个取b的情况有C21种,则ab前的系数为C21 恰有2个取b的情况有C22 种,则b2前的系数为C22
二项展开式定理
a b n Cn0an Cn1an1b L Cnranrbr
L Cnnbn n N *
每个都不取b的情况有1种,即Cn0 ,则an前的系数为Cn0
恰有1个取b的情况有Cn1种,则an-1b前的系数为Cn1
恰有2个取b的情况有Cn2 种,则an-2b2前的系数为Cn2 ...... 恰有r个取b的情况有Cnr 种,则an-rbr前的系数为Cnr ...... 恰有n个取b的情况有Cnn 种,则bn前的系数为Cnn
二项式定理
(a+b)2 = a2 +2ab+b2 =C20 a2 + C21 ab+ C22 b2
(a+b)3 =a3 + 3a2b+3ab2 + b3 = C30a3 +C31a2b+C32ab2 +C33 b3
那么将(a+b)4 ,(a+b)5 . . .展开后,它们的 各项是什么呢?
对(a+b)2展开式的分析
二项展开式定理
a b n Cn0an Cn1an1b L Cnranrbr L Cnnbn n N *
Cnr an-rbr:二项展开式的通项,记作Tr+1 Cnr : 二项式系数 ①二项展开式共有n+1项 ②各项中a的指数从n起依次减小1,到0为此 各项中b的指数从0起依次增加1,到n为此 如(1+x)n =1+ Cn1 x+ Cn2 x2+ … +Cnr xr +…+ xn
x
解 (1) (1+2x)7的展开式的第4项是
T3+1=C73•17-3•(2x)3 =35×23×x3
=280x3
求 2
x
1
6
的展开式.
x
分析:先化简再运用公式
解
2
x
1 x
6
2x
1
6
x
1 x3
2x
16
=
1 x3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
[(2x)6
C61 (2x)5
C62 (2x)4
C63 (2x)3
C64 (2x)2 C65 (2x) C66 ]
=64x3
192x2
240x
160
60 x
12 x2
1 x3
(1)求(1+2x)7的展开式的第4项
2求 x 1 9的展开式中x3的系数.
x
分析: 先求出x3是展开式的哪一项,再求它的系数
求(1+2x)7的展开式的第4项 第4项的二项式系数 第4项的系数
注:1)注意对二项式定理的灵活应用 2)注意区别二项式系数与项的系数的概念
二项式系数:Cnr; 项的系数:二项式系数与数字系数的积
3)求二项式系数或项的系数的一种方法是 将二项式展开
(1)求(1+2x)7的展开式的第4项的系数
2求 x 1 9的展开式中x3的系数.