2017版高考数学一轮总复习课件:第十章 第二节二项式定理及其应用
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第五页,编辑于星期六:二十点 五分。
解析 Tr+1=C1r00( 3x)100-r·(3 2)r=31002-r×23rC1r00x100-r,则 1002-r,3r均为整数,即 r 为 6 的整数倍,由 0≤r≤100 知 r 的取值为 0,6,12,…,96 共 17 个数,即系数为有理数的 项共计 17 项. 答案 17
第二十五页,编辑于星期六:二十点 五分。
[点评] 对形如(ax+b)n、(ax2+bx+c)m(a、b∈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;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.
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第三十一页,编辑于星期六:二十点 五分。
法二 用组合提取法,把原式看成 6 个因式相乘,若第 1 个括号提出 x,从余下的 5 个括号中选 2 个提出 x,选 3 个提出1x;若第 1 个括号提出1x,从余下的括号中选 2 个提出1x,选 3 个提出 x. 故常数项为 x·C25(2x)2·C33-1x3+1x·C25-1x2·C33(2x)3 =-40+80=40.
第二十一页,编辑于星期六:二十点 五分。
(2)若 f(x)=a0+a1x+a2x2+…+anxn,则 f(x)展开式中各项系 数 之 和 为 f(1) , 偶 次 项 数 之 和 为 a0 + a2 + a4 + … = f(1)+2f(-1),奇次项系数之和为 a1+a3+a5+…= f(1)-2f(-1),令 x=0,可得 a0=f(0).
第二十页,编辑于星期六:二十点 五分。
用赋值法求二项展开式系数和解题策略
赋值法求二项式中项的系数的和与差的应用技巧
(1)对形如(ax+b)n,(ax2+bx+c)m(a,b∈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;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;同 理求系数之差时,只需根据题目要求令x=1,y=-1或x=-1 ,y=1即可;如何赋值,要观察所求和与差式的特点,发现差异,确 保正确.
答案 10
第八页,编辑于星期六:二十点 五分。
►两点要求:二项式定理的掌握与应用. (4)[对于二项式定理,不仅要掌握其正向运用,而且还应学会逆向运 用与变形运用.有时先作适当变形后再展开较为简便,有时需适当配 凑后逆用二项式定理]设S=(x-1)3+3(x-1)2+3(x-1)+1,则S等于
________.
n
最大值为__C__n2___;
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当 n 是奇数时,中间两项(第n+2 1项和第nn1+2 3项)的二n项1 式系 数相等,且同时取得最大值,最大值为_C__n2_____或__C__n2_____. 3.各二项式系数的和:(a+b)n 的展开式的各个二项式系数的和等于 2n,即 C0n+C1n+C2n+…+Cnn=_2_n__. 二项展开式中,奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式 系数的和,即 C0n+C2n+C4n+…=C1n+C3n+C5n+…=_2_n_-_1_.
第三十二页,编辑于星期六:二十点 五分。
(2)∵x2-x-2=(x+1)(x-2),∴(x2-x-2)5=(x+1)5·(x -2)5.∵(x+1)5=C05x5+C15x4+C25x3+C35x2+C45x+C55,(x -2)5=C05x5-C15x4·2+C25x3·22-C35x2·23+C45x·24- C55·25,∴x3 的系数为 C25·(-C55·25)+C35·(C45·24)+ C45·(-C35·23)+(C55·C25·22)=120. 答案 (1)D (2)120
第十五页,编辑于星期六:二十点 五分。
【例 1】(1)(2016·重庆巴蜀中学二诊)二项式
1x-x210的展
开式中的常数项是( )
A.-45
B.-10
C.45
D.65
(2)(2015·广东肇庆模拟)在
1x-3n(n∈N*)的展开式中,
所有项的系数和为-32,则1x的系数等于________.
第十六页,编辑于星期六:二十点 五分。
第三页,编辑于星期六:二十点 五分。
2.相关概念及公式 (1)公式右边的多项式叫做(a+b)n 的展开式. (2)各项的系数__C_nr__ (r=0,1,…,n)叫做二项式系数. (3)展开式中的__C_nr_a_n-_r_b_r_叫做二项展开式的通项,记作 Tr+1 =Cnran-rbr,它表示展开式的第 r+1 项. (4)在二项式定理中,如果设 a=1,b=x,则得到公式 (1+x)n=1+C1nx+C2nx2+…+Cnnxn.
1x-35的展开式的通项为
Tr+1=C5r
-r=2,得 r=3,
1 x5-r(-3)r,令 5
则令1x的项为 T4=C35 1 x2(-3)3=-270·1x,故1x系数为
-270.
答案 (1)C (2)-270
第十九页,编辑于星期六:二十点 五分。
[点评] (1)求二项式的项或项的系数时,首先写出通项,再根 据题设求解. (2)运用二项式定理时,一定要牢记通项 Tk+1=Cknan-kbk(n∈N*), 注意(a+b)n 与(b+a)n 虽然相同,但用二项式定理展开后,具体 到它们展开式的某一项时是不相同的,一定要注意顺序问题.
第十页,编辑于星期六:二十点 五分。
知识点二 二项式系数的性质 1.对称性:与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等,这 一性质可直接由性质 Cnr=__C__nn-_r__得到. 2.增减性与最大值:当 r<n+2 1时,二项式系数 Crn是递增的, 当 r>n+2 1时,二项式系数 Crn是递减的. 当 n 是偶数时,中间一项(第n2+1 项)的二项式系数取得最大值,
第十三页,编辑于星期六:二十点 五分。
二项展开式中的项或项的系数求解方略
求二项展开式的特定项问题,实质是考查通项 Tk+1= Cnkan-kbk 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(k=0,1,2,…,n).
第十四页,编辑于星期六:二十点 五分。
(1)第 m 项:此时 k+1=m,直接代入通项; (2)常数项:即这项中不含“变元”,令通项中“变元”的 幂指数为 0 建立方程; (3)有理项:令通项中“变元”的幂指数为整数建立方程. 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.
►一个易混点:混淆项的系数与二项式系数致误. (3)二项式(x+y)5的展开式中,含x2y3的项的系数是________(用数字 作答). 解析 Tk+1=Ck5x5-kyk(k=0,1,2,3,4,5),由题意知5k=-3k= ,2, ∴含 x2y3 的系数为 C35=53× ×42× ×31=10.
A.-40
B.-20
C.20
D.40
(2)(2016·湖北武汉模拟)(x2-x-2)5 的展开式中 x3 的系数
为________.
第二十九分。
解析 (1)令 x=1,可得x+ax2x-1x5的展开式中各项系数 和为 1+a,∴1+a=2,即 a=1. 法一 ∵2x-1x5的通项公式 Tr+1=C5r(2x)5-r-1xr= C5r 25-r·(-1)rx5-2r. ∴x+1x2x-1x5的展开式中的常数项为 x·C3522·(-1)3x-1+ 1x·C2523·(-1)2x=40.
第二十二页,编辑于星期六:二十点 五分。
【例2】 已知(1-2x)7=a0+a1x+a2x2+…+a7x7. 求:(1)a1+a2+…+a7;(2)a1+a3+a5+a7; (3)a0+a2+a4+a6;(4)|a0|+|a1|+|a2|+…+|a7|.
第二十三页,编辑于星期六:二十点 五分。
解 令 x=1,则 a0+a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7=-1① 令 x=-1,则 a0-a1+a2-a3+a4-a5+a6-a7=37② (1)∵a0=C07=1,∴a1+a2+a3+…+a7=-2. (2)(①-②)÷2 得:a1+a3+a5+a7=-12-37=-1 094. (3)(①+②)÷2 得:a0+a2+a4+a6=-12+37=1 093.
第二十四页,编辑于星期六:二十点 五分。
(4)法一 ∵(1-2x)7 展开式中,a0,a2,a4,a6 大于零,而 a1,a3,a5,a7 小于零, ∴|a0|+|a1|+|a2|+…+|a7| =(a0+a2+a4+a6)-(a1+a3+a5+a7), =1 093-(-1094)=2 187. 法二 |a0|+|a1|+|a2|+…+|a7|, 即(1+2x)7 展开式中各项的系数和,令 x=1, ∴|a0|+|a1|+|a2|+…+|a7|=37=2 187.
第十七页,编辑于星期六:二十点 五分。
解析
(1)由二项式定理得
Tr
+1
=C
r 10
1x10-r(-x2)r=
C1r0(-1)rx52r-5,令52r-5=0 得 r=2,所以常数项为
C210(-1)2=45,故选 C.
第十八页,编辑于星期六:二十点 五分。
(2)在
1x-3n中,令 x=1,可得(-2)n=-32,则 n=5,
(3)三项展开式中的特定项问题
方法一:利用完全平方式进行转化,利用二项式定理求解是一般方 法.
方法二:利用组合的意义,关键是正确分类,分类的标准是各 个因式中对元素的不同取法,在分类时做到“不重不漏”.
第二十八页,编辑于星期六:二十点 五分。
【例 3】 (1)x+ax2x-1x5的展开式中各项系数的和为 2, 则该展开式中常数项为( )
二项式的和与积问题突破方略
(1)几个多项式和的展开式中的特定项(系数)问题,只需依据二项展 开式的通项,从每一项中分别得到特定项,然后求和即可.
(2)对于几个多项式积的展开式中的特定项问题,一般根据因式连乘 的规律,结合组合思想求解,但要注意适当运用分类法,以免重复 或遗漏.
第二十七页,编辑于星期六:二十点 五分。
第十二页,编辑于星期六:二十点 五分。
►一个应用:二项式系数的单调性及最值. (6)[二项展开式中二项式系数在中间一项或中间两项取得最大 值]已知(a+b)n的二项展开式中只有第5项的二项式系数最大,则n等
于________.
解析 ∵(a+b)n的二项展开式中只有第5项的二项式系数最大,∴ 二项展开式共有9项,即n+1=9,∴n=8. 答案 8
解析 S=C03(x-1)3+C13·(x-1)2·1+C23·(x-1)×12+ C33×13=[(x-1)+1]3=x3. 答案 x3
第九页,编辑于星期六:二十点 五分。
(5)[展开式的应用: 1°证明与二项式系数有关的等式;2°证明不等 式 ; 3 ° 证 明 整 除 问 题 ; 4 ° 做 近 似 计 算 等 ]233 除 以 9 的 余 数 是 ________. 解析 233=811=(9-1)11=911-C111·910+C211·99-…-1. 而展开式的前 11 项均可被 9 整除,最后一项为-1,又余数 不能是负数,∴余数是 8. 答案 8
第四页,编辑于星期六:二十点 五分。
►两个易错点;二项展开式中r取值范围;第r+1项展开式. (1)[Tr+1=Cnran-rbr 中 r 的取值范围为 0≤r≤n,易漏掉 r=0 和 r=n 两种情况]由( 3x+3 2)100 展开所得的 x 的多项式中, 系数为有理数的共有________项.
第二节 二项式定理及其应用
第一页,编辑于星期六:二十点 五分。
第二页,编辑于星期六:二十点 五分。
知识点一 二项式定理
1.二项式定理 公式(a+b)n=___C_0n_a_n+__C__1na_n_-_1_b_+__C_2n_a_n-_2_b_2_+__…__+__C_nn_b_n __所 表示的定理叫做二项式定理.
第六页,编辑于星期六:二十点 五分。
(2)[C
r n
an
-
rbr
是展开式的第
r+1
项,易认为第
r
项致
误]x2-x235展开式中常数项为第________项. 解析 Tr+1=C5r(x2)5-r-x234=C5r(-2)rx10-5r,令 10-5r=0,
r=2,所以第 3 项为常数项.
答案 3
第七页,编辑于星期六:二十点 五分。
解析 Tr+1=C1r00( 3x)100-r·(3 2)r=31002-r×23rC1r00x100-r,则 1002-r,3r均为整数,即 r 为 6 的整数倍,由 0≤r≤100 知 r 的取值为 0,6,12,…,96 共 17 个数,即系数为有理数的 项共计 17 项. 答案 17
第二十五页,编辑于星期六:二十点 五分。
[点评] 对形如(ax+b)n、(ax2+bx+c)m(a、b∈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;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.
第二十六页,编辑于星期六:二十点 五分。
第三十一页,编辑于星期六:二十点 五分。
法二 用组合提取法,把原式看成 6 个因式相乘,若第 1 个括号提出 x,从余下的 5 个括号中选 2 个提出 x,选 3 个提出1x;若第 1 个括号提出1x,从余下的括号中选 2 个提出1x,选 3 个提出 x. 故常数项为 x·C25(2x)2·C33-1x3+1x·C25-1x2·C33(2x)3 =-40+80=40.
第二十一页,编辑于星期六:二十点 五分。
(2)若 f(x)=a0+a1x+a2x2+…+anxn,则 f(x)展开式中各项系 数 之 和 为 f(1) , 偶 次 项 数 之 和 为 a0 + a2 + a4 + … = f(1)+2f(-1),奇次项系数之和为 a1+a3+a5+…= f(1)-2f(-1),令 x=0,可得 a0=f(0).
第二十页,编辑于星期六:二十点 五分。
用赋值法求二项展开式系数和解题策略
赋值法求二项式中项的系数的和与差的应用技巧
(1)对形如(ax+b)n,(ax2+bx+c)m(a,b∈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;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;同 理求系数之差时,只需根据题目要求令x=1,y=-1或x=-1 ,y=1即可;如何赋值,要观察所求和与差式的特点,发现差异,确 保正确.
答案 10
第八页,编辑于星期六:二十点 五分。
►两点要求:二项式定理的掌握与应用. (4)[对于二项式定理,不仅要掌握其正向运用,而且还应学会逆向运 用与变形运用.有时先作适当变形后再展开较为简便,有时需适当配 凑后逆用二项式定理]设S=(x-1)3+3(x-1)2+3(x-1)+1,则S等于
________.
n
最大值为__C__n2___;
第十一页,编辑于星期六:二十点 五分。
当 n 是奇数时,中间两项(第n+2 1项和第nn1+2 3项)的二n项1 式系 数相等,且同时取得最大值,最大值为_C__n2_____或__C__n2_____. 3.各二项式系数的和:(a+b)n 的展开式的各个二项式系数的和等于 2n,即 C0n+C1n+C2n+…+Cnn=_2_n__. 二项展开式中,奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式 系数的和,即 C0n+C2n+C4n+…=C1n+C3n+C5n+…=_2_n_-_1_.
第三十二页,编辑于星期六:二十点 五分。
(2)∵x2-x-2=(x+1)(x-2),∴(x2-x-2)5=(x+1)5·(x -2)5.∵(x+1)5=C05x5+C15x4+C25x3+C35x2+C45x+C55,(x -2)5=C05x5-C15x4·2+C25x3·22-C35x2·23+C45x·24- C55·25,∴x3 的系数为 C25·(-C55·25)+C35·(C45·24)+ C45·(-C35·23)+(C55·C25·22)=120. 答案 (1)D (2)120
第十五页,编辑于星期六:二十点 五分。
【例 1】(1)(2016·重庆巴蜀中学二诊)二项式
1x-x210的展
开式中的常数项是( )
A.-45
B.-10
C.45
D.65
(2)(2015·广东肇庆模拟)在
1x-3n(n∈N*)的展开式中,
所有项的系数和为-32,则1x的系数等于________.
第十六页,编辑于星期六:二十点 五分。
第三页,编辑于星期六:二十点 五分。
2.相关概念及公式 (1)公式右边的多项式叫做(a+b)n 的展开式. (2)各项的系数__C_nr__ (r=0,1,…,n)叫做二项式系数. (3)展开式中的__C_nr_a_n-_r_b_r_叫做二项展开式的通项,记作 Tr+1 =Cnran-rbr,它表示展开式的第 r+1 项. (4)在二项式定理中,如果设 a=1,b=x,则得到公式 (1+x)n=1+C1nx+C2nx2+…+Cnnxn.
1x-35的展开式的通项为
Tr+1=C5r
-r=2,得 r=3,
1 x5-r(-3)r,令 5
则令1x的项为 T4=C35 1 x2(-3)3=-270·1x,故1x系数为
-270.
答案 (1)C (2)-270
第十九页,编辑于星期六:二十点 五分。
[点评] (1)求二项式的项或项的系数时,首先写出通项,再根 据题设求解. (2)运用二项式定理时,一定要牢记通项 Tk+1=Cknan-kbk(n∈N*), 注意(a+b)n 与(b+a)n 虽然相同,但用二项式定理展开后,具体 到它们展开式的某一项时是不相同的,一定要注意顺序问题.
第十页,编辑于星期六:二十点 五分。
知识点二 二项式系数的性质 1.对称性:与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等,这 一性质可直接由性质 Cnr=__C__nn-_r__得到. 2.增减性与最大值:当 r<n+2 1时,二项式系数 Crn是递增的, 当 r>n+2 1时,二项式系数 Crn是递减的. 当 n 是偶数时,中间一项(第n2+1 项)的二项式系数取得最大值,
第十三页,编辑于星期六:二十点 五分。
二项展开式中的项或项的系数求解方略
求二项展开式的特定项问题,实质是考查通项 Tk+1= Cnkan-kbk 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(k=0,1,2,…,n).
第十四页,编辑于星期六:二十点 五分。
(1)第 m 项:此时 k+1=m,直接代入通项; (2)常数项:即这项中不含“变元”,令通项中“变元”的 幂指数为 0 建立方程; (3)有理项:令通项中“变元”的幂指数为整数建立方程. 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.
►一个易混点:混淆项的系数与二项式系数致误. (3)二项式(x+y)5的展开式中,含x2y3的项的系数是________(用数字 作答). 解析 Tk+1=Ck5x5-kyk(k=0,1,2,3,4,5),由题意知5k=-3k= ,2, ∴含 x2y3 的系数为 C35=53× ×42× ×31=10.
A.-40
B.-20
C.20
D.40
(2)(2016·湖北武汉模拟)(x2-x-2)5 的展开式中 x3 的系数
为________.
第二十九分。
解析 (1)令 x=1,可得x+ax2x-1x5的展开式中各项系数 和为 1+a,∴1+a=2,即 a=1. 法一 ∵2x-1x5的通项公式 Tr+1=C5r(2x)5-r-1xr= C5r 25-r·(-1)rx5-2r. ∴x+1x2x-1x5的展开式中的常数项为 x·C3522·(-1)3x-1+ 1x·C2523·(-1)2x=40.
第二十二页,编辑于星期六:二十点 五分。
【例2】 已知(1-2x)7=a0+a1x+a2x2+…+a7x7. 求:(1)a1+a2+…+a7;(2)a1+a3+a5+a7; (3)a0+a2+a4+a6;(4)|a0|+|a1|+|a2|+…+|a7|.
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解 令 x=1,则 a0+a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7=-1① 令 x=-1,则 a0-a1+a2-a3+a4-a5+a6-a7=37② (1)∵a0=C07=1,∴a1+a2+a3+…+a7=-2. (2)(①-②)÷2 得:a1+a3+a5+a7=-12-37=-1 094. (3)(①+②)÷2 得:a0+a2+a4+a6=-12+37=1 093.
第二十四页,编辑于星期六:二十点 五分。
(4)法一 ∵(1-2x)7 展开式中,a0,a2,a4,a6 大于零,而 a1,a3,a5,a7 小于零, ∴|a0|+|a1|+|a2|+…+|a7| =(a0+a2+a4+a6)-(a1+a3+a5+a7), =1 093-(-1094)=2 187. 法二 |a0|+|a1|+|a2|+…+|a7|, 即(1+2x)7 展开式中各项的系数和,令 x=1, ∴|a0|+|a1|+|a2|+…+|a7|=37=2 187.
第十七页,编辑于星期六:二十点 五分。
解析
(1)由二项式定理得
Tr
+1
=C
r 10
1x10-r(-x2)r=
C1r0(-1)rx52r-5,令52r-5=0 得 r=2,所以常数项为
C210(-1)2=45,故选 C.
第十八页,编辑于星期六:二十点 五分。
(2)在
1x-3n中,令 x=1,可得(-2)n=-32,则 n=5,
(3)三项展开式中的特定项问题
方法一:利用完全平方式进行转化,利用二项式定理求解是一般方 法.
方法二:利用组合的意义,关键是正确分类,分类的标准是各 个因式中对元素的不同取法,在分类时做到“不重不漏”.
第二十八页,编辑于星期六:二十点 五分。
【例 3】 (1)x+ax2x-1x5的展开式中各项系数的和为 2, 则该展开式中常数项为( )
二项式的和与积问题突破方略
(1)几个多项式和的展开式中的特定项(系数)问题,只需依据二项展 开式的通项,从每一项中分别得到特定项,然后求和即可.
(2)对于几个多项式积的展开式中的特定项问题,一般根据因式连乘 的规律,结合组合思想求解,但要注意适当运用分类法,以免重复 或遗漏.
第二十七页,编辑于星期六:二十点 五分。
第十二页,编辑于星期六:二十点 五分。
►一个应用:二项式系数的单调性及最值. (6)[二项展开式中二项式系数在中间一项或中间两项取得最大 值]已知(a+b)n的二项展开式中只有第5项的二项式系数最大,则n等
于________.
解析 ∵(a+b)n的二项展开式中只有第5项的二项式系数最大,∴ 二项展开式共有9项,即n+1=9,∴n=8. 答案 8
解析 S=C03(x-1)3+C13·(x-1)2·1+C23·(x-1)×12+ C33×13=[(x-1)+1]3=x3. 答案 x3
第九页,编辑于星期六:二十点 五分。
(5)[展开式的应用: 1°证明与二项式系数有关的等式;2°证明不等 式 ; 3 ° 证 明 整 除 问 题 ; 4 ° 做 近 似 计 算 等 ]233 除 以 9 的 余 数 是 ________. 解析 233=811=(9-1)11=911-C111·910+C211·99-…-1. 而展开式的前 11 项均可被 9 整除,最后一项为-1,又余数 不能是负数,∴余数是 8. 答案 8
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►两个易错点;二项展开式中r取值范围;第r+1项展开式. (1)[Tr+1=Cnran-rbr 中 r 的取值范围为 0≤r≤n,易漏掉 r=0 和 r=n 两种情况]由( 3x+3 2)100 展开所得的 x 的多项式中, 系数为有理数的共有________项.
第二节 二项式定理及其应用
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知识点一 二项式定理
1.二项式定理 公式(a+b)n=___C_0n_a_n+__C__1na_n_-_1_b_+__C_2n_a_n-_2_b_2_+__…__+__C_nn_b_n __所 表示的定理叫做二项式定理.
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(2)[C
r n
an
-
rbr
是展开式的第
r+1
项,易认为第
r
项致
误]x2-x235展开式中常数项为第________项. 解析 Tr+1=C5r(x2)5-r-x234=C5r(-2)rx10-5r,令 10-5r=0,
r=2,所以第 3 项为常数项.
答案 3
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