【配套K12】高中数学第一章计数原理1.3二项式定理1.3.2二项式定理2课堂导学案新人教A版选修2
高中数学第1章计数原理1.3二项式定理1.3.1二项式定理b23b高二23数学
() A.x5
B.x5-1
C.x5+1
D.(x-1)5-1
解析:选 B.运用二项式定理,得原式=[(x-1)+1]5-1= x5-1.
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3.(2- x)8 展开式中含 x4 项的系数为________.
解析:由二项式通项公式得:Tr+1=Cr828-r(- x)r,r=8,系数 为 C8r28-r·(-1)r=1.
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1.注意区分二项式系数与项的系数的概念. 2.要牢记 Crnan-rbr 是展开式的第 r+1 项,不要误认为是第 r 项.
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1.(1+2x)5 的展开式中,x2 的系数等于( )
A.80
B.40
C.20
D.10
解析:选
A.15 C.30
1.1+x12(1+x)6 展开式中 x2 的系数为(
)
B.20
D.35
解析:选 C.(1+x)6 展开式的通项 Tr+1=C6rxr, 所以1+x12(1+x)6 的展开式中 x2 的系数为 1×C26+1×C46= 30,故选 C.
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2.二项式(2x-21x)6 的展开式中的常数项为________. 解析:Tr+1=Cr6(2x)6-r(-1)r(21x)r =(-1)rC6r 26-r(12)rx6-2r, 令 6-2r=0,得 r=3, 所以 T4=(-1)3C36=-20.
第一章 计数(jìshù)原 理
1.3 二项式定理(dìnglǐ)
1.3 .1 二项式定理
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高中数学第一章计数原理1.3二项式定理1.3.1二项式定理课前导引素材新人教B版选修2-3
二项式定理问题导入求二项式〔x 2+x 21〕10展开式中常数项. 思路分析:展开式中第r+1项为r C 10〔x 2〕10-r ·〔x 21〕r,要使得它是常数项必须使x 指数为0,依据是x 0=1〔x≠0〕.解:设第r+1项为常数项,那么T n+1=r C10〔x 2〕10-r ·〔x 21〕r =r C 10·r x 2520-〔21〕r . 令2025-r=0,得r=8.∴T 9=810C 〔21〕8=25645. 温馨提示使二项式展开式某一项为常数项,就是使这一项不含“变元〞, 一般采用令变元指数为零方法解答这类问题.知识预览1.二项式定理〔a+b 〕n =0n C a n +1n C a n-1b 1+…+r n C a n-r b r +…+nn C b n 〔n∈N *〕.这个公式所表示定理叫做二项式定理.〔1〕二项展开式:右边多项式叫做〔a+b 〕n 二项展开式.〔2〕项数:二项展开式中共有_____________项.〔3〕二项式系数:在二项展开式中各项系数_____________〔r=_____________〕叫做二项式系数.〔4〕通项:在二项展开式中_____________叫做二项展开式通项,用T r+1表示,即通项为展开式第r+1项:T r+1=_____________.答案:n+1 r n C 0,1,2,…,n r n C a n-r b r rn C a n-r b r 3.在二项式定理中,如果设a=1,b=x,那么得到公式:〔1+x 〕n =_____________.假设a=1,b=-x,那么得到公式:〔1-x 〕n =_____________.答案:1+1n C x+…+n n C x n 1-1n C x+2n C x 2-3n C x 3+…+〔-1〕n n n C x n。
高中数学第一章计数原理1.3二项式定理1.3.1二项式定理讲义新人教A版选修2_3
1.3.1 二项式定理知识点二项式定理及其相关概念1.二项式定理二项展开式:(a+b)n=□01C0n 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,其中各项的系数□02C k n(k∈{0,1,2,…,n})叫做二项式系数.特别地,(1+x)n=□031+C1n x+C2n x2+…+C k n x k+…+C n n x n(n∈N*).结构特点:(1)各项的次数都□04等于二项式的幂指数n;(2)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;05n+1项.(3)共有□2.二项展开式的通项(a+b)n的二项展开式中的第k+1项□06C k n a n-k b k叫做二项展开式的通项,用T k+1表示,即T k+1=□07C k n a n-k b k.(其中0≤k≤n,k∈N,n∈N*)1.注意区分项的二项式系数与系数的概念二项展开式的第r+1项的二项式系数是C r n,所有的二项式系数是仅与二项式的次数n有关的n+1个组合数,与a,b的取值无关,且是正数;而第r+1项的系数则是二项式系数C r n 与数字系数的积,可能为负数.如(2x+1)5展开式中的第二项的二项式系数是C15,而第二项的系数则是C15·24.注意:当数字系数为1时,二项式系数恰好就是项的系数.2.要牢记C k n a n-k b k是展开式的第k+1项,不要误认为是第k项.1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)(a +b )n展开式中共有n 项.( )(2)二项式(a +b )n与(b +a )n展开式中第r +1项相同.( ) (3)C k n an -k b k是(a +b )n 展开式中的第k 项.( )答案 (1)× (2)× (3)× 2.做一做(1)⎝⎛⎭⎪⎫x -1x 16的二项展开式中第4项是________. (2)展开⎝⎛⎭⎪⎫1+1x 4为________.(3)二项式(x +y )5的展开式中,含x 2y 3的项的系数是________. 答案 (1)-560x 10(2)1+4x +6x 2+4x 3+1x4 (3)10解析 (1)展开式的通项公式为T r +1=C r 16·x16-r·⎝ ⎛⎭⎪⎫-1x r =(-1)r ·C r 16·x 16-2r , 所以第4项为T 4=(-1)3C 316·x 10=-C 316x 10=-560x 10.(2)⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1x 4=1+C 14⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +C 24⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 2+C 34⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 3+⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 4=1+4x +6x 2+4x 3+1x4.(3)T 4=C 35x 2y 3含x 2y 3的项的系数是C 35=10.探究1 二项式定理的正用与逆用例1 (1)若f (x )=(x -1)4+4(x -1)3+6(x -1)2+4(x -1)+4,则f (2019)-f (-2019)的值为________;(2)求⎝⎛⎭⎪⎫x -12x 4的展开式.[解析] (1)根据f (x )的解析式,逆用二项式定理,得f (x )=[(x -1)+1]4+3=x 4+3.显然f (-x )=f (x ),即f (x )为偶函数,∴f (2019)-f (-2019)=0.(2)解法一:⎝⎛⎭⎪⎫x -12x 4=C 04(x )4-C 14·(x )3·12x+C 24(x )2·⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2-C 34x ·⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 3+C 44⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 4=x 2-2x +32-12x +116x 2.解法二:⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12x 4=⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -12x 4=116x 2(2x -1)4=116x 2(16x 4-32x 3+24x 2-8x +1)=x 2-2x+32-12x +116x2. [答案] (1)0 (2)见解析 拓展提升二项式定理的双向功能(1)正用:将二项式(a +b )n展开,得到一个多项式,即二项式定理从左到右使用是展开.对较复杂的式子,先化简再用二项式定理展开.(2)逆用:将展开式合并成二项式(a +b )n的形式,即二项式定理从右到左使用是合并,对于化简、求和、证明等问题的求解,要熟悉公式的特点、项数、各项幂指数的规律以及各项系数的规律.[跟踪训练1] (1)用二项式定理展开⎝⎛⎭⎪⎫3x +1x 4;(2)化简1+2C 1n +4C 2n +…+2n C nn .解 (1)解法一:⎝⎛⎭⎪⎫3x +1x 4=(3x )4+C 14(3x )3·1x+C 24(3x )2⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 2+C 34(3x )⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 3+C 44⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 4=81x 2+108x +54+12x +1x 2.解法二:⎝⎛⎭⎪⎫3x +1x 4=⎝ ⎛⎭⎪⎫3x +1x 4=1x2(1+3x )4=1x 2[1+C 14(3x )+C 24(3x )2+C 34(3x )3+C 44(3x )4] =1x 2(1+12x +54x 2+108x 3+81x 4) =1x2+12x+54+108x +81x 2.(2)1+2C 1n +4C 2n +…+2n C nn =C 0n +21C 1n +22C 2n +…+2n C nn =(1+2)n=3n.探究2 利用二项式定理求某些特定项例2 已知⎝⎛⎭⎪⎪⎫3x -123x n 的展开式中,第6项为常数项. (1)求n ;(2)求含x 2的项的系数及二项式系数; (3)求展开式中所有的有理项.[解] (1)由题意得,T r +1=C rn(3x )n -r·⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-123x r =(-1)r ⎝ ⎛⎭⎪⎫12r C r n x n -2r 3(r =0,1,2,…,n ).∴T 6=T 5+1=(-1)5·⎝ ⎛⎭⎪⎫125C 5n ·xn -103, 又第6项为常数项,∴n -103=0,∴n =10.(2)由(1)知T r +1=(-1)r ⎝ ⎛⎭⎪⎫12r ·C r10·x 10-2r 3,令10-2r3=2,得r =2. ∴x 2的系数为(-1)2·⎝ ⎛⎭⎪⎫122·C 210=454.含x 2这一项的二项式系数为C 210=45.(3)由题意得,10-2r3为整数,其中0≤r ≤10,r ∈Z .∵T r +1为有理项, ∴10-2r3为有理数,∴10-2r =0, 或10-2r =6,或10-2r =-6, 得r =5或r =2或r =8. ∴有理项为T 3=C 210⎝ ⎛⎭⎪⎫122x 2=454x 2,T 6=C 510⎝ ⎛⎭⎪⎫-125=-638, T 9=C 810⎝ ⎛⎭⎪⎫-128·x -2=45256x -2. 拓展提升求二项展开式的特定项问题,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 ).(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.[跟踪训练2] (1)若⎝ ⎛⎭⎪⎫x -a x 9的展开式中x 3的系数是-84,则a =________;(2)⎝⎛⎭⎪⎪⎫x 2-13x 8的展开式中的常数项是________. 答案 (1)1 (2)7解析 (1)展开式的通项为T r +1=C r 9x9-r(-a )r ⎝ ⎛⎭⎪⎫1xr =C r 9·(-a )r x 9-2r(0≤r ≤9,r ∈N ).当9-2r =3时,解得r =3,代入得x 3的系数,根据题意得C 39(-a )3=-84,解得a =1. (2)展开式的通项为T r +1=C r8⎝ ⎛⎭⎪⎫x 28-r ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-13x r =(-1)r ⎝ ⎛⎭⎪⎫128-r C r 8x 8-r -13r =(-1)r ⎝ ⎛⎭⎪⎫128-r C r 8x 8-43r (0≤r ≤8,r ∈N ). 令8-43r =0,得r =6,则T 7=(-1)6⎝ ⎛⎭⎪⎫128-6C 68=7.探究3 整除及余数问题例3 (1)用二项式定理证明:1110-1能被100整除; (2)求9192被100除所得的余数. [解] (1)证明:∵1110-1=(10+1)10-1 =(1010+C 110·109+C 210·108+…+C 910·10+1)-1 =1010+C 110·109+C 210·108+…+102=100(108+C 110·107+C 210·106+…+1), ∴1110-1能被100整除.(2)9192=(100-9)92=C 092·10092-C 192·10091·9+C 292·10090·92-…+C 9292992,展开式中前92项均能被100整除,只需求最后一项除以100的余数.∵992=(10-1)92=C 092·1092-C 192·1091+…+C 9092·102-C 9192·10+1,前91项均能被100整除,后两项和为-919,因余数为正,可从前面的数中分离出1000,结果为1000-919=81,故9192被100除可得余数为81.拓展提升利用二项式定理可以解决余数和整除性问题,通常需将底数化成两数的和与差的形式,且这种转化形式与除数有密切的关系.整除性问题或求余数问题的处理方法:(1)解决这类问题,必须构造一个与题目条件有关的二项式.(2)用二项式定理处理这类问题,通常把被除数的底数写成除数(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,只考虑后面(或者是前面)的几项就可以了.[跟踪训练3](1)求证32n+2-8n-9(n∈N*)能被64整除;(2)求230-3除以7的余数.解(1)证明:32n+2-8n-9=(8+1)n+1-8n-9=C0n+18n+1+C1n+18n+…+C n+1n+1-8n-9=C0n+18n+1+C1n+18n+…+C n-1n+182+C nn+1·8+1-8n-9=C0n+18n+1+C1n+18n+…+C n-1n+182.该式每一项都含因式82,故能被64整除.(2)230-3=(23)10-3=810-3=(7+1)10-3 =C010710+C11079+…+C9107+C1010-3=7×(C01079+C11078+…+C910)-2.又∵余数不能为负数(需转化为正数),∴230-3除以7的余数为5.1.若(2x -3x )n +3的展开式中共有15项,则自然数n 的值为( )A .11B .12C .13D .14 答案 A解析 因为(2x -3x )n +3的展开式中共n +4项,所以n +4=15,即n =11.选A.2.二项式⎝⎛⎭⎪⎫x 3-2x 25的展开式中的常数项为( )A .80B .-80C .40D .-40 答案 B解析 二项式⎝ ⎛⎭⎪⎫x 3-2x 25的展开式的通项为T r +1=C r 5(x 3)5-r ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2x2r =(-1)r ·2r C r 5x 15-5r,令15-5r =0,得r =3,所以常数项为T 4=(-1)3×23×C 35=-80.选B.3.若C 1n x +C 2n x 2+…+C n n x n能被7整除,则x ,n 的值可能为( ) A .x =4,n =3 B .x =4,n =4 C .x =5,n =4 D .x =6,n =5 答案 C解析 由C 1n x +C 2n x 2+…+C n n x n =(1+x )n-1,分别将选项A ,B ,C ,D 代入检验知,仅有C 适合.4.(1+2)5=a +b 2(a ,b 为有理数),则a +b 等于________. 答案 70解析 ∵(1+2)5=1+C 152+C 25(2)2+C 35(2)3+C 45(2)4+C 55(2)5=41+292,∴a =41,b =29,a +b =41+29=70.5.求(x +2)10(x 2-1)的展开式中x 10的系数.解 ∵(x +2)10(x 2-1)=x 2(x +2)10-(x +2)10,本题求x 10的系数,只要求(x +2)10展开式中x8及x10的系数.由T r+1=C r10x10-r·2r,取r=2得x8的系数为C210×22=180,又x10的系数为C010=1,因此所求系数为180-1=179.。
高中数学第一章计数原理1.3二项式定理1.3.1二项式定理
类型二 二项展开式通项的应用
命题角度1 二项式系数与项的系数
例2
已知二项式3
x-32x10.
(1)求展开式第4项的二项式系数;
解
3
x-32x10 的展开式的通项是 Tk+1=Ck10(3
x)10-k-32xk
103k
x =Ck10310-k-23k· 2 (k=0,1,2,…,10).
解答
引申探究 若(1+ 3)4=a+b 3(a,b 为有理数),则 a+b=___4_4__. 解析 ∵(1+ 3)4=1+C14×( 3)1+C24×( 3)2+C34×( 3)3+C44×( 3)4 =1+4 3+18+12 3+9=28+16 3, ∴a=28,b=16, ∴a+b=28+16=44.
跟踪训练1 化简:(2x+1)5-5(2x+1)4+10(2x+1)3-10(2x+1)2+5(2x+ 1)-1. 解 原式=C05(2x+1)5-C15(2x+1)4+C25(2x+1)3-C35(2x+1)2+C45(2x+1)- C55(2x+1)0 =[(2x+1)-1]5=(2x)5=32x5.
展开式的第 4 项(k=3)的二项式系数为 C310=120.
解答
(2)求展开式第4项的系数; 解 展开式的第 4 项的系数为 C31037-233=-77 760. (3)求第4项. 解 展开式的第 4 项为 T4=T3+1=-77 760 x.
解答
反思与感悟 (1)二项式系数都是组合数 Ckn(k∈{0,1,2,…,n}),它与二项展 开式中某一项的系数不一定相等,要注意区分“二项式系数”与二项式展开 式中“项的系数”这两个概念. (2)第 k+1 项的系数是此项字母前的数连同符号,而此项的二项式系数为 Ckn. 例如,在(1+2x)7 的展开式中,第四项是 T4=C3717-3(2x)3,其二项式系数是 C37=35,而第四项的系数是 C3723=280.
2018-2019学年高中数学 第一章 计数原理 1.3 二项式定理 1.3.1 二项式定理优质课件
类型 3 混淆二项式系数与项的系数致误(误区警示) [典例 3] 设(x- 2)n 展开式中,第二项与第四项的 系数之比为12,则含 x2 的项是________. 易错提示:若将“二项展开式中的二项式系数”与 “二项展开式中项的系数”混为一谈,则会出现错解.
防范措施:二项式(a+bx)n 的展开式的二项式系数是 Cnr (r∈N*,r≤n),它们是一组仅与二项式的幂的指数 n 有关的(n+1)个组合数,而与 a,b 无关,即展开式的第(r +1)项的二项式系数 Crn与第(r+1)项的系数是不同的概 念.明白了这一区别则不会出现错误.
2.(x+2)n 的展开式共有 12 项,则 n 等于( )
A.9
B.10
C.11
D.8
解析:因为(a+b)n 的展开式共有 n+1 项,而(x+2)n
的展开式共有 12 项,所以 n=11.
答案:C
3.化简(x-1)4+4(x-1)3+6(x-1)2+4(x-1)+1 得 ()
A.(x-1)4 B.x4 C.(x+1)4 D.x5 解析:原式=[(x-1)+1]4=x4.
解得n=10.
(2)令2n-52k=5,得k=25(2n-5)=6,
所以x5的系数为(-1)6124C610=1085.
(3)要使2n-
5 2
k,即
40-5k 2
为整数,只需k为偶数,
由于k=0,1,2,3,…,9,10,故符合要求的有6项,
分别为展开式的第1,3,5,7,9,11项.
归纳升华 1.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.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,再根据数的整 除性来求解;
高中数学第1章计数原理1.31.3.1二项式定理课件新人教A版选修2_3
思考 2:二项式(a+b)n 与(b+a)n 展开式中第 k+1 项是否相同?
[提示] 不同.(a+b)n 展开式中第 k+1 项为 Cknan-kbk,而(b+a)n 展开式中第 k+1 项为 Cknbn-kak.
1.(x+1)n 的展开式共有 11 项,则 n 等于( )
A.9
B.10
C.11
1)n-k+…+(-1)nCnn.
[解]
(1)法一:
x-21 x4=C04(
x)4-C14(
x)3·21 x+C24(
x)2·2
1
x
2-C34 x·21 x3+C4421 x4=x2-2x+32-21x+161x2.
法二:
x-21 x4=22x-x14=161x2(2x-1)4
=161x2(16x4-32x3+24x2-8x+1)
40 10 [∵T3=C25(2x)2=C2522x2=40x2, ∴第 3 项的系数为 40,第 3 项的二项式系数为 C25=10.]
合作 探究 释疑 难
二项式定理的正用和逆用
【例 1】
(1)求
x-21 x4的展开式;
(2)化简:C0n(x+1)n-C1n(x+1)n-1+C2n(x+1)n-2-…+(-1)kCkn(x+
=x2-2x+32-21x+161x2.
(2)原式=C0n(x+1)n+C1n(x+1)n-1(-1)+C2n(x+1)n-2·(-1)2+…+ Ckn(x+1)n-k(-1)k+…+Cnn(-1)n=[(x+1)+(-1)]n=xn.
二项式定理的双向功能 1.正用:将二项式(a+b)n 展开,得到一个多项式,即二项式定 理从左到右使用是展开.对较复杂的式子,先化简再用二项式定理展 开. 2.逆用:将展开式合并成二项式(a+b)n 的形式,即二项式定理 从右到左使用是合并,对于化简、求和、证明等问题的求解,要熟悉 公式的特点、项数、各项幂指数的规律以及各项系数的规律.
【配套K12】[学习]2017-2018学年高中数学 第一章 计数原理 1.3 二项式定理 1.3.
1.3.1 二项式定理[课时作业] [A 组 基础巩固]1.二项式(a +b )2n的展开式的项数是( ) A .2n B .2n +1 C .2n -1D .2(n +1)解析:根据二项式定理可知,展开式共有2n +1项. 答案:B2.化简多项式(2x +1)5-5(2x +1)4+10(2x +1)3-10(2x +1)2+5(2x +1)-1的结果是( ) A .(2x +2)5B .2x 5C .(2x -1)5D .32x 5解析:原式=[(2x +1)-1]5=(2x )5=32x 5. 答案:D3.已知(1+ax )(1+x )5的展开式中x 2的系数为5,则a =( ) A .-4 B .-3 C .-2D .-1解析:先求出(1+x )5含有x 与x 2的项的系数,从而得到展开式中x 2的系数.(1+x )5中含有x 与x 2的项为T 2=C 15x =5x ,T 3=C 25x 2=10x 2,∴x 2的系数为10+5a =5,∴a =-1,故选D. 答案:D 4.使⎝⎛⎭⎪⎫3x +1x x n(n ∈N *)的展开式中含有常数项的最小的n 为( )A .4B .5C .6D .7解析:T r +1=C r n(3x )n -r⎝ ⎛⎭⎪⎫1x x r =C r n 3n -r x5r2n -,当T r +1是常数项时,n -52r =0,当r =2,n =5时成立. 答案:B5.(x 2+2)(1x2-1)5的展开式的常数项是( )A .-3B .-2C .2D .3解析:(1x 2-1)5的展开式的通项为T r +1=C r 5(1x2)5-r ·(-1)r,r =0,1,2,3,4,5.当因式(x 2+2)提供x 2时,则取r =4;当因式(x 2+2)提供2时,则取r =5. 所以(x 2+2)(1x-1)5的展开式的常数项是5-2=3.答案:D6.(x -y )(x +y )8的展开式中x 2y 7的系数为________.(用数字填写答案) 解析:利用二项展开式的通项公式求解.x 2y 7=x ·(xy 7),其系数为C 78, x 2y 7=y ·(x 2y 6),其系数为-C 68,∴x 2y 7的系数为C 78-C 68=8-28=-20. 答案:-207.在(x +43y )20的展开式中,系数为有理数的项共有________项. 解析:二项展开式的通项公式T k +1=C k20x20-k·(43y )k =C k20(43)k x 20-k y k (0≤k ≤20).要使系数为有理数,则k 必为4的倍数,所以k 可为0,4,8,12,16,20共6项,故系数为有理数的项共有6项. 答案:68.已知⎝ ⎛⎭⎪⎫x +2x 2n 的展开式中第5项的二项式系数与第3项的二项式系数的比为14∶3,则展开式中的常数项为________.解析:由已知条件得:C 4n ∶C 2n =14∶3,整理得:n 2-5n -50=0, 所以n =10,所以展开式的通项为:T k +1=C k 10(x )10-k ·⎝ ⎛⎭⎪⎫2x 2k=C k 10·2k·x1052k -,令10-5k 2=0,得k =2,所以常数项为第三项T 3=22C 210=180. 答案:1809.用二项式定理证明1110-1能被100整除.证明:∵1110-1=(10+1)10-1=(1010+C 110×109+…+C 910×10+1)-1 =1010+C 110×109+C 210×108+…+102=100×(108+C 110×107+C 210×106+…+1), ∴1110-1能被100整除.10.⎝⎛⎭⎪⎪⎫x +23x n 展开式第9项与第10项二项式系数相等,求x 的一次项系数. 解析:由题意知C 8n =C 9n , ∴n =17,T r +1=C r17x 172r-·2r·x3r -,∴17-r 2-r3=1,∴r =9,∴T r +1=C 917·x 4·29·x -3, ∴T 10=C 917·29·x , 其一次项系数为C 91729.[B 组 能力提升]1.若二项式⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +a x 7的展开式中1x3的系数是84,则实数a =( )A .2 B.54 C .1D.24解析:T r +1=C r7·(2x )7-r·⎝ ⎛⎭⎪⎫a xr =27-r C r 7a r·1x2r -7.令2r -7=3,则r =5.由22·C 57a 5=84得a=1.故选C. 答案:C2.(1+3x )n (其中n ∈N 且n ≥6)的展开式中,若x 5与x 6的系数相等,则n =( ) A .6 B .7 C .8D .9解析:二项式(1+3x )n的展开式的通项是T r +1=C r n 1n -r·(3x )r =C r n ·3r ·x r .依题意得C 5n ·35=C6n·36,即n n -n -n -n -5!=3×n n -n -n -n -n -6!(n ≥6),得n =7.答案:B3.若(x +a )5的展开式中的第四项是10a 2(a 为大于0的常数),则x =________. 解析:∵T 4=C 35(x )2·a 3=10x ·a 3, ∴10xa 3=10a 2(a >0),∴x =1a.答案:1a4.(2015年高考福建卷)(x +2)5的展开式中,x 2的系数等于________(用数字作答). 解析:T r +1=C r 5x 5-r·2r ,令5-r =2,得r =3,所以x 2的系数为C 35×23=80.答案:805.若二项式⎝⎛⎭⎪⎫x -a x 6(a >0)的展开式中x 3的系数为A ,常数项为B ,若B =4A ,求a 的值.解析:∵T r +1=C r 6x 6-r⎝⎛⎭⎪⎫-a x r =(-a )r C r6x 362r-,令r =2,得A =C 26·a 2=15a 2; 令r =4,得B =C 46·a 4=15a 4. 由B =4A 可得a 2=4,又a >0, 所以a =2.6.在二项式⎝⎛⎭⎪⎪⎫3x -123x n 的展开式中,前三项系数的绝对值成等差数列. (1)求展开式的第四项; (2)求展开式的常数项.解析:T r +1=C rn(3x )n -r⎝⎛⎭⎪⎪⎫-123x r =⎝ ⎛⎭⎪⎫-12r C r n x 1233n r -. 由前三项系数的绝对值成等差数列, 得C 0n +⎝ ⎛⎭⎪⎫-122C 2n =2×12C 1n ,解这个方程得n =8或n =1(舍去). (1)展开式的第4项为:T 4=⎝ ⎛⎭⎪⎫-123C 38x 23=-73x 2.(2)当83-23r =0,即r =4时,常数项为⎝ ⎛⎭⎪⎫-124C 48=358.。
高中数学第一章计数原理1.3二项式定理1.3.1二项式定理课件新人教B版选修2_3
1.理解用组合的知识推导二项式定理,弄清其适用范围. 2.理解通项的意义,并会灵活运用通项,能区分项的系数与二项式 系数的不同. 3.会用二项式定理解决与二项展开式有关的一些简单的问题.
二项式定理
0 n 1 n-1 2 n-2 2 (1)二项式定理:(a+b)n=C������ a +C������ a b+C������ a b +…+ ������ n +…+C������ b (n∈N+).
������ 名师点拨 (1)展开式中第r+1项的二项式系数 C������ 与第r+1项的系 数,在一般情况下是不相同的. (2)在通项中共含有a,b,n,r,Tr+1这5个元素,只要知道其中4个元素, 便可求出第5个元素的值.在有关二项式定理的问题中,常常会遇到: 知道这五个元素中的若干个(或它们之间的关系),求另外几个元素 的问题.这类问题一般是利用通项,把问题归结为解方程(组)或不等 式(组),这里要注意n为正整数,r为非负整数,且r≤n.
【做一做1-1】 (a+b)2n的二项展开式的项数是( A.2n B.n+1 C.2n+1 D.2n-1 解析:因为(a+b)2n中的指数为2n, 所以展开式有2n+1项. 答案:C
)
0 1 ������ 【做一做 1-2】 化简:C������ (x+1)n-C������ (x+1)n-1+…+(-1)rC������ (x+1)nr ������ +…+(-1)nC������ = .
(1)展开式中含x的一次幂的项; (2)展开式中所有含x的有理项; (3)展开式中系数最大的项. 分析根据前3项系数成等差数列可求出n值,应用二项展开式的通 项求特定项.
【配套K12】高中数学第一章计数原理5二项式定理2教案北师大版选修2_3
二项式定理一、教学目标:1、知识与技能:进一步掌握二项式定理和二项展开式的通项公式。
2、过程与方法:能解决二项展开式有关的简单问题。
3、情感、态度与价值观:教学过程中,要让学生充分体验到归纳推理不仅可以猜想到一般性的结果,而且可以启发我们发现一般性问题的解决方法。
二、教学重难点:掌握二项式定理及二项式展开式的通项公式三、教学方法:探析归纳,讨论交流四、教学过程(一)、复习:()n a b +=011n n r n r r n n n n n n C a C a b C a b C b --++⋅⋅⋅++⋅⋅⋅+ (n N ∈),这个公式表示的定理叫做二项式定理,公式右边的多项式叫做()na b +的 ,其中r n C (r=0,1,2,……,n )叫做 , 叫做二项展开式的通项,通项是指展开式的第 项,展开式共有 个项。
1.展开4)x 1x (+; 2. 展开6)x 1x 2(-。
(二)、探究新课1、二项式展开式的通项公式:r n r r n C a b -叫二项展开式的通项,用1r T +表示,即通项1r n r r r n T C a b -+=.2、通项公式的应用:⑴求某一指定项或项的系数;⑵求特殊项或系数。
注意:区分项的系数与二项系数。
(三)、例题(2)9(3x 的展开式共10项,它的中间两项分别是第5项、第6项, 489912593423T C x x --=⋅=,159********T C x--=⋅= 。
例2.(1)求7(12)x +的展开式的第4项的系数;(2)求91()x x -的展开式中3x 的系数及二项式系数。
解:7(12)x +的展开式的第四项是333317(2)280T C x x +==,∴7(12)x +的展开式的第四项的系数是280。
(2)∵91()x x -的展开式的通项是9921991()(1)r r r r r rr T C x C x x --+=-=-,∴923r -=,3r =,∴3x 的系数339(1)84C -=-,3x 的二项式系数3984C =。
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1.3.2 二项式定理(2)
课堂导学
三点剖析
一、二项式定理的应用——解决整除、余数有关问题
【例1】 9192除以100的余数是多少?
解析:9192=(100-9)92=10092-192C ·10091·9+292C ·10090·92-…-9192C ·100·991+992
,前面各项均能被100整除,只有末项992不能被100整除,于是求992
除以100的余数.
∵992=(10-1)92
=1092-192C ·1091+292C ·1090-…+9092C ·102-9192C ·10+(-1)92 =1092-192C ·1091+292C ·1090-…+9092C ·102
-920+1 =(1092-192C ·C 91+292C ·1090-…+9092C ·102
-1 000)+81 ∴被100除的余数为81,即9192
除以100的余数为81.
二、二项式定理的应用——近似计算问题
【例2】 一个螺旋桨在某种情况下转动,它所消耗的功率P (单位:马力)和螺旋桨的直径
D (单位:米)的关系是P=6D 5,已知D=3.11,求P(精确到100马力)
解析:∵D=3.11
∴P=6×(3.11)5=6×(3+0.11)5
=6[35+15C ·34·0.11+25C ·33·(0.11)2+…+55C (0.11)5] 在精确到100马力的要求下,第三项及其以后的各项可以略去不计.
∴P≈6×[35+15C ·34
×0.11] =6×(243+44.55)
=1 725.3≈1 700
即所消耗的功率约为1 700马力.
温馨提示
在用二项式定理求近似值时,要根据题目精确度的要求,合理选取二项展开式的某几项
进行求值,特别当h 很小而n 又很大时,(1+h )n ≈1+nh 是工业计算中经常使用的粗算公式.
三、二项式定理的应用——证明不等式
【例3】 证明:2≤(1+n
1)n <3(n∈N *) 证明:当n=1时,(1+1)1=2,
当n >1时,(1+
n 1)n =1+22111n C n C n n ∙+∙+…>1+1+221n C n ∙>2, ∴2≤(1+n
1)n 又!11!1!)1()1(1k n k n n k k n n n n C k k k k k
n
=∙≤∙+--=∙
∴(1+
n 1)n =1+1n C ·n 1+2n C ·21n +…+n n C ·n n
1 ≤122
121212!1!31!212-++++<++++n n =2+1-12
1-n <3 ∴2≤(1+n 1)n <3 温馨提示
证明(1+n
1)n <3还可以有如下的证法: (1+n 1)n ≤)
1(13212112!1!31!212-++⨯+⨯+<++++n n n =n
n n 1311131212112-=--++-+-+ <3. 在证明过程中,要善于联想数列求和的各种方法.恰当地进行放缩.
各个击破
【类题演练1】1+3+32+…+399被4除所得的余数为____________.
解析:1+3+32+ (399)
21[3100-1] =21[(4-1)100-1]=2
1[0100C ·4100-1100C 499+…-99100C ·41+100100C -1] =8(0100C ·498-1100C ·497+…+98100C ·2-50)
∴原式被4除所得的余数为0.
【变式提升1】求证:3 2n+3-24n+37能被64整除.
证明:32n+3-24n+37=3×9n+1-24n+37
=3(8+1)n+1-24n+37
=3(01+n C 8n+1+11+n C 8n
+…+11++n n C )-24n+37 =3×64(01+n C ·8n-1+11+n C ·8n-2
+…+11-+n n C )+24n n C 1+-24n+40 =64×3(01+n C 8n-1+11+n C 8n
-2+…+11-+n n C )+64是64的倍数 故原式可被64整除.
【类题演练2】某公司的股票今天的指数是2,以后每天的指数都比上一天的指数增长0.2%,则100天后这家公司的股票指数约为______________(精确到0.001).
解析:100天后指数为 2(1+1000
2)100=2·(1+0.002)100 =2(1+1100C 0.002+2100C ×0.0022+3
100C ×0.0023+…) ≈2(1+0.2+0.019 8+0.001 293 6)=2.442
答案:2.442
【变式提升2】一种A 型进口汽车关税税率在2001年是100%,在2006年是25%,2001年的价格是57.6万元(含28.8万元关税税款).某人在2001年将33万元存入银行,若该银行扣利息税后的年利率是1.8%(五年内不变),且每年按复利计算(每一年的利息计入第二年的本金),那么五年到期时这笔钱连本带息能否购买一辆A 型进口汽车?
解析:33万元存入银行,到2006年得到的本息和为33(1+0.018)5=33(1+15C 0.018+25C 0.0182
+…+0.0185)>33(1+0.090+0.003 24)=36.076 92.
到2006年A 型进口汽车的价格为 28.8+28.8×41
=36.
因为36.076 92>36,所以五年到期后这笔钱连本带息能够买一辆A 型进口汽车.
【类题演练3】 当n∈N *,求证:(1+n 1
)n <(1+11
+n )n+1
证明:因为(1+n 1
)n =1+1n C ·n 1+2n C ·21n +…+n n C ·n n 1
, 其中n k n n n n n k n C k k n 1
1!11+--∙∙=∙ =!1k (1-n 1)(1-n 2)…(1-n k 1
-) <!1
k (1-11
+n )(1-12
+n )…(1-11
+-n k ) =k n k n n n k )1()
2()1(!1++--∙
=k n C 1+·k n )1(1
+ ∴(1+n 1)
n
<
1+1
1+n C ·11
+n +21+n C ·11112)1(1
)1(1)1(1
+++++∙+++∙+++n n n k k n n C n C n =(1+11
+n )n
【变式提升3】已知i,m,n 是正整数,且1<i≤m<n ,
(1)证明i m i A n <i
n i A m ;
(2)证明(1+m )n >(1+n) m .
证明:(1)略.
(2)由二项式定理:
(1+m )n =n
n n n n m C m C m C +++ 10
0,
(1+n )m =m
m m m n n C n C n C +++ 100.
由(1)知i m i A n <i n i A m (1<i≤m<n). 又!,!i A C i A C i n i n i m i
m
==, ∴i m
n i n i C n C m >, ∴.2
2i m m i i i n n i i
C n C m ∑∑==> ∵100m
n nC C m ==1, mn nC mC m n ==11, ∴∑∑==>m i i m i n i i n
i
C n C m 00, 即(1+m )n >(1+n) m .。