1.3.2杨辉三角与二项式定理的性质
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【解析】 T6=Cn5(2x)5,T7=Cn6(2x)6,依题意有 C5n25=Cn626⇒n =8.
故(1+2x)8 的展开式中,二项式系数最大的项为
T5=C48·(2x)4=1 120x4. 设第 k+1 项系数最大,则有
Ck8·2k≥Ck8-1·2k-1 C8k·2k≥Ck8+1·2k+1
3r≥6-1 r, ∴5-1 r≥r+3 1.
∴72≤r≤92,∵r∈N,∴r=4.
∴展开式中系数最大的项为
T5=C45x
2 3
(3x2)4=405x
26 3
.
|素养提升|
1.杨辉三角的作用 (1)杨辉三角的作用 ①直观地看出或探究二项式系数的性质; ②当二项式系数不大时,可借助它直接写出各项的二项式系 数. (2)解决与杨辉三角有关的问题的一般方法是: 观察―→分析试验―→猜想结论―→证明.
特别提醒:二项式系数的最大项与二项展开式的项数有关.
|巩固提升|
1.C133+C323+C333+…+C3333除以 9 所得的余数是( ) A.2 B.6 C.7 D.3
解析:C313+C233+…+C3333=233-1=(23)11-1=811-1=(9-1)11 -1=C101·911-C111·910+C211·99-…+C1110·9-1-1=C101·911-C111·910+ C211·99-…+C1110·9-2.
跟踪训练 1 (1)如图所示,满足①第 n 行首尾两数均为 n;② 表中的递推关系类似杨辉三角,则第 n 行(n≥2)的第 2 个数是 _n_2-__n_+___2.
2
(2)如图是一个类似杨辉三角的递推式,则第 n 行的首尾两个数 均为__2_n_-__1__.
解析:(1)由图中数字规律可知,第 n 行的第 2 个数是 [1+2+3+…+(n-1)]+1=nn2-1+1. (2)由 1,3,5,7,9,…可知它们成等差数列,所以 an=2n-1.
跟踪训练 2 若(3x-1)7=a7x7+a6x6+…+a1x+a0,求: (1)a1+a2+…+a7; (2)a1+a3+a5+a7; (3)a0+a2+a4+a6.
解析:(1)令 x=0,则 a0=-1, 令 x=1,则 a7+a6+…+a1+a0=27=128① ∴a1+a2+…+a7=129. (2)令 x=-1,则
∴S19=(C21+C22)+(C13+C23)+(C14+C24)+…+(C110+C120)+C121 =(C12+C13+C14+…+C110)+(C22+C32+…+C211)
=2+120×9+C312=274.
方法归纳 解决与杨辉三角有关的问题的一般思路是: (1)观察:对题目要横看、竖看、隔行看、连续看,多角度观察; (2)找规律:通过观察找出每一行的数之间,行与行之间的数据 的规律.
令 x=-1,则 a0-a1+a2-a3+a4-a5+a6-a7=37.② (1)∵a0=C70=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. (4)∵(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), ∴由(2)(3)即可得其值为 2 187.
课堂探究 互动讲练 类型一 与“杨辉三角”有关的问题 [例 1]
如图所示,在杨辉三角中,斜线 AB 上方箭头所示的数组成一 个锯齿形的数列:1,2,3,3,6,4,10,…,记这个数列的前 n 项和为 Sn, 求 S19.
【解析】 由图知,数列中的首项是 C22,第 2 项是 C21,第 3 项是 C32,第 4 项是 C13,…,第 17 项是 C120,第 18 项是 C110,第 19 项是 C121.
r-6
,
由32r-6=0 得 r=4,
故 T5=(-1)4C64=15,故选 A.
答案:A
3.(x2+1)(x-2)9=a0+a1(x-1)+a2(x-1)2+a3(x-1)3+…+ a11(x-1)11,则 a1+a2+a3+…+a11 的值为________.
解析:令 x=1,得 a0=-2. 令 x=2,得 a0+a1+a2+…+a11=0. ∴a1+a2+a3+…+a11=2. 答案:2
可见,上式被 9 除,余-2,即余 7,故余数为 7. 答案:C
2.已知1x-
xn 的展开式中只有第四项的二项式系数最大,则
展开式中的常数项等于( )
A.15 B.-15
C.20 D.-20
解析:由题意知 n=6,Tr+1=Cr61x6-r·(-
x)r=(-1)rCr6x
3 2
解析:只有 x5 的系数最大,x5 是展开式的第 6 项,第 6 项为中 间项,展开式共有 11 项,故 n=10.
答案:C
5.已知(1-x)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,则(a0+a2+ a4)(a1+a3+a5)的值等于________.
解析:依题可得 a0+a2+a4=-(a1+a3+a5)=16, 则(a0+a2+a4)(a1+a3+a5)=-256. 答案:-256
的方法求得.
跟踪训练 3 已知 f(x)=(3 x2+3x2)n 展开式中各项的系数和比 各项的二项式系数和大 992.
(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.
解析:(1)令 x=1,则二项式各项系数的和为 f(1)=(1+3)n=4n, 又展开式中各项的二项式系数之和为 2n. 由题意知,4n-2n=992. ∴(2n)2-2n-992=0, ∴(2n+31)(2n-32)=0, ∴2n=-31(舍),或 2n=32,∴n=5. 由于 n=5 为奇数,所以展开式中二项式系数最大的项为中间 两项,它们分别是
⇒5≤k≤6,又 k∈{0,1,2,…,8},
故 k=5 或 k=6.
故系数最大的项为 T6=1 792x5,T7=1 792x6.
方法归纳 (1)求二项式系数最大的项,根据二项式系数的性质,当 n 为奇 数时,中间两项的二项式系数最大;当 n 为偶数时,中间一项的二 项式系数最大. (2)求展开式中系数最大项与求二项式系数最大项是不同的,需 根据各项系数的正、负变化情况,一般采用列不等式组,解不等式
() A.第 8 项 B.第 7 项 C.第 9 项 D.第 10 项
解析:由组合数性质知 C210=C180,故与第 3 项二项式系数相同 的项是第 9 项.故选 C.
答案:C
4.在(1+x)n(n∈N*)的二项展开式中,若只有 x5 的系数最大, 则 n 等于( )
A.8 B.9 C.10 D.11
2.(x-1)11 展开式中 x 的偶次项系数之和是( ) A.-2 048 B.-1 023 C.-1 024 D.1 024
解析:(x-1)11=C101x11+C111x10(-1)+C211x9·(-1)2+…+(-1)11, 偶次项系数为负数,其和为-210=-1 024.
答案:C
3.在(a+b)10 的二项展开式中与第 3 项二项式系数相同的项是
T3=C25 T4=C35
(3x2)2=90x6,
(3x2)3=270x
22 3
.
(2)展开式的通项公式为
T =C 3 ·x r+1
rr 5
2 (5+2r) 3
.
假设 Tr+1 项系数最大,则有CCr5r533rr≥≥CCr5r5-+11··33rr-+11,,
∴55- -55rr!! ! !rr! !×≥34≥-6r-!5!rr!+5!1r-!1×!3, .
方法归纳 (1)赋值法是求二项展开式系数问题常用的方法,注意取值要有 利于问题的解决,可以取一个值或几组值,也可以取几组值,解决 问题时要避免漏项等情况. (2)一般地,二项式展开式 f(x)的各项系数的和为 f(1),奇次项
系数和为12[f(1)-f(-1)],偶次项系数和为12[f(1)+f(-1)].
类型二 二项展开式系数和问题
[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|.
【解析】 令 x=1,则 a0+a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7=-1, ①
值.当 n 是偶数时,中间一项的二项式系数 取得最大值;当 n 是
奇数时,中间两项的二项式系数
相等,且同时取到最大值.
3.各二项式系数的和
(1)C0n+C1n+C2n+…+Cnn=2n. (2)C0n+C2n+C4n+…=Cn1+Cn3+Cn5+…=2n-1.
|自我尝试|
1.判断下列命题是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)杨辉三角的每一斜行数字的差成一个等差数列.( √ ) (2) 二 Biblioteka Baidu 式 展 开 式 中 系 数 最 大 项 与 二 项 式 系 数 最 大 项 是 相 同 的.( × ) (3)二项式展开式的二项式系数和为 C1n+C2n+…+Cnn.( × )
【课标要求】 1.能运用函数观点分析处理二项式系数的性质. 2.理解和掌握二项式系数的性质,并会简单的应用.
自主学习 基础认识
1.杨辉三角的特点 (1)在同一行中,每行两端都是 1,与这两个 1 等距离的项的系 数相等. (2)在相邻的两行中,除 1 以外的每一个数都等于它“肩上”两 个数的和,即 Crn+1=Crn-1+Crn.
-a7+a6-a5+a4-a3+a2-a1+a0=(-4)7②
①-② 由 2 ,得
a1+a3+a5+a7=12[128-(-4)7]=8
256.
①+② (3)由 2 ,得
a0+a2+a4+a6=12[128+(-4)7]=-8 128.
类型三 二项式系数的性质 [例 3] (1+2x)n 的展开式中第 6 项与第 7 项的系数相等,求展 开式中二项式系数最大的项和系数最大的项.
2.二项式系数的性质 (1)对称性:在(a+b)n 的展开式中,与首末两端“等距离”的两 个二项式系数相等,即 Cn0=Cnn,Cn1=Cnn-1,…,Crn=Cnn-r. (2)增减性与最大值:当 k<n+2 1时,二项式系数是逐渐增大的, 由对称性可知它的后半部分是逐渐减小的,且在中间取到最大
中间两项是第n+2 1,n+2 3项,它们的二项式系数是 Cn-2 1n, Cn+2 1n,这两个系数相等,并且是所有二项式系数中的最大值.
(3)各二项式系数和:C0n+Cn1+Cn2+…+Cnn=2n 源于(a+b)n=Cn0 an+C1nan-1b+…+Cnnbn 中令 a=1,b=1,即得到 C0n+C1n+C2n+… +Cnn=2n.
2.对二项式系数性质的三点说明 (1)对称性:源于组合数的性质“Cnm=Cnn-m”,基础是 C0n=Cnn= 1,然后从两端向中间靠拢,便有 C1n=Cnn-1,Cn2=Cnn-2,…. (2)最大值:①当 n 是偶数时,(a+b)n 的展开式共 n+1 项,n
+1 是奇数,这时展开式的形式是
中间一项是第n2+1 项,它的二项式系数是 Cn2n,它是所有二项 式系数中的最大值;②当 n 是奇数时,(a+b)n 的展开式共有 n+1 项,n+1 是偶数,这时展开式的形式是