第十章 第三节 二项式定理
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27 k 6
,所以当k=3和k=9时展开 所以当k=3和k=9时展开
答案: 2 答案:
4.(1)(2010·全国卷Ⅰ)(1+2 x ) (1- . 全国卷Ⅰ + 全国卷 - 系数是 A.- .-4 .- C.2 . B.- .-2 .- D.4 .
2
3
3
x )5的展开式中 的 的展开式中x的 ( )
在本题条件下,求展开式中各项系数绝对值之和. 在本题条件下,求展开式中各项系数绝对值之和. 解:由题意知|a0|+|a1|+|a2|+…+|a9|=a0-a1+a2 由题意知 + + + + = =-1得 -…-a9,令x=1,y=- 得|a0|+|a1|+|a2|+…+|a9| = , =- + + + + =a0-a1+a2-…-a9=59.
[题组自测 题组自测] 题组自测 1.已知 +x)+(1+x)2+(1+x)3+…+(1+x)n=a0+a1x .已知(1+ + + + + +a2x2+…+anxn,且a0+a1+a2+…+an=126,那 , 1 n 的展开式中的常数项为________. 么(3 x- ) 的展开式中的常数项为 - . x
3 2
4 由题意知, 解:由题意知,第五项系数为 Cn·(-2)4, -
1 - (2)C0 +C2 +…=Cn+C3 +…= 2n-1 . n n n
n m Cn-m (3)对称性:Cn = 对称性: 对称性
.
n 2 n
(4)二项式系数最值问题. 二项式系数最值问题. 二项式系数最值问题 为偶数时, ①当n为偶数时,中间一项 C 为偶数时 为奇数时, ②当n为奇数时,中间两项 C 为奇数时 相等且最大. 相等且最大.
解析: 的展开式的通项为T 解析:(1)(1+2 x)3的展开式的通项为 r+1=Cr (2 x)r=2rCr + 3 3 x ,(1- x ) -
r′ r′
r′ ′ 3 r 2
3
5
3 r′ 的展开式的通项为T 的展开式的通项为 r′+1=C 5 (- -
3
x )r′=(- -
′
1) C 5 x ,因此 +2 x ) (1- x )5的展开式的通项为 - 因此(1+ 的展开式的通项为(- - 1) ·2
[归纳领悟 归纳领悟] 归纳领悟 1.二项式定理给出的是一个恒等式,对于a,b的一切值都成 .二项式定理给出的是一个恒等式,对于 , 的一切值都成 因此,可将a, 设定为一些特殊的值 设定为一些特殊的值. 立.因此,可将 ,b设定为一些特殊的值.在使用赋值法 等于多少时, 时,令a,b等于多少时,应视具体情况而定,一般取 , 等于多少时 应视具体情况而定, “1、- 或0”,有时也取其他值. 、-1或 ” 有时也取其他值. 、- 2.一般地,若f(x)=a0+a1x+a2x2+…+anxn,则f(x)的展开 .一般地, = + 的展开 式中各项系数之和为f(1),奇数项系数之和为 式中各项系数之和为 ,奇数项系数之和为a0+a2+a4 f(1)+f(-1) ( ) ( ) +… = ,偶数项系数之和为a1+a3+a5+…= 偶数项系数之和为 2 f(1)-f(-1) ( ) ( ) . 2
x3的系数是C3·23=160,选D. 的系数是 6 ,
答案: 答案:D
2.设n= ∫ . =
π
2 0
1 n 4cosxdx,则二项式(x- x ) 的展开式的常数项 ,则二项式 -
是________. .
π
解析: = 解析:n=4sinx | =6.
2 0
2 1 =4,二项式的常数项为 3=C 4 · 2 ,二项式的常数项为T
答案: 答案:(1)C
(2)-5 -
(3)6
[归纳领悟 归纳领悟] 归纳领悟 1.注意通项公式表示的是第k+1项而不是第 项. .注意通项公式表示的是第 + 项而不是第 项而不是第k项 2.求几个二项式积的展开式中某项的系数时常用搭 . 配法. 配法. 3.常数项是指通项中字母的指数为0的项,有理项 .常数项是指通项中字母的指数为 的项 的项, 是指通项中字母的指数为整数的项. 是指通项中字母的指数为整数的项
3 (-1)3C6+(-1)4C4=-20+15=- - - + =-5. =- 6=-
(3)注意到二项式 + 3y)20 的展开式的通项是 注意到二项式(x+ 注意到二项式
r 20-r 4 Tr+1=C20·x ·(
4
3y)r=Cr ·3 ·x20-r·yr. 20
r 4
相应的项的系数是有理数. 当 r=0,4,8,12,16,20 时,相应的项的系数是有理数. = 因此(x+ 3y)20 的展开式中,系数是有理数的项 的展开式中, 因此 + 共有 6 项. 4
解析: 可得a 解析:令x=1可得 0+a1+a2+…+an=2+22+23+…+2n = 可得 + 2(1-2n) ( - + + 2 3 n =126,而2+2 +2 +…+2 = , + =2n 1-2,所以 n 1 ,所以2 1-2 - 1 6 -2=126,可得 =6,则(3 x- ) 的二项展开式的通项为 = ,可得n= , - x Tr+1=Cr (3 6 x)
[题组自测 题组自测] 题组自测 1.(x+2)6的展开式中 3的系数为 . + 的展开式中x A.20 . C.80 . B.40 . D.160 .
-
(
)
- 解析:注意到 + 的展开式的通项是T 解析:注意到(x+2)6的展开式的通项是 r+1=C r ·x6 r·2r 6 - 因此(x+ =C r ·2r·x6 r,令6-r=3得r=3.因此 +2)6的展开式中 - = 得 = 因此 6 -
6- r
1 r ·(- ) =C r 36-r(-1)rx3-r,令3-r=0,则r - - - = , 6 x
=3,∴所求的常数项为 3×33×(-1)3=- , 所求的常数项为C6 - =-540.
答案: 答案:-540
2.已知(1-x)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,则(a0 .已知 - + 的值等于________. +a2+a4)(a1+a3+a5)的值等于 的值等于 . 解析:分别令 = 、 =- =-1得 解析:分别令x=1、x=- 得a0+a1+a2+a3+a4+a5 =0.a0-a1+a2-a3+a4-a5=32,由此解得 0+a2+ ,由此解得a a4=16,a1+a3+a5=- ,(a0+a2+a4)(a1+a3+a5) =-16, , =-256. =- 答案: 答案:-256
1 6 (2)(2010·辽宁高考 +x+x )(x- x ) 的展开式中的常 辽宁高考)(1+ + 辽宁高考 - 数项为________. . 数项为 (3)(2010·湖北高考 在(x+ 3y)20的展开式中,系数为 湖北高考)在 + 的展开式中, 湖北高考 有理数的项共有________项. 项 有理数的项共有 4
r′ r
3
·C r ·C5 3
r′
·x
r r′ + 2 3
′ r r′ ,当 + =1时.有r=0且r′=3或r= 时 = 且′ 或= 2 3
2且r′=0两种情况,则展开式中 的系数为 -10)+12=2. 且 ′ 两种情况, 的系数为(- + = 两种情况 则展开式中x的系数为
16 (2)(x-x) 的展开式的通项 - 1r - r 6- r Tr+1=C6x (- ) =(-1)rCr x6 2r. - - 6 x 7 =-1, = 舍去 舍去), 令6-2r=0,得r=3,令6-2r=- ,得r= (舍去 , - = , = , - =- 2 =-2, = 令6-2r=- ,得r=4. - =- 所以所求的常数项为: 所以所求的常数项为:
9 (1)二项式系数之和为 0+C1+C2+…+C9=29. 二项式系数之和为C9 二项式系数之和为 9 9
(2)各项系数之和为 0+a1+a2+…+a9, 各项系数之和为a 各项系数之和为 令x=1,y=1,得a0+a1+a2+…+a9=(2-3)9=- = , = , - =-1. (3)由(2)知a0+a1+a2+…+a9=- , 由 知 =-1, =-1, 令x=1,y=- ,得a0-a1+a2-…-a9=59, = , =- 59 - 1 将两式相加, 将两式相加,得a0+a2+a4+a6+a8= ,此即为所 2 有奇数项系数之和. 有奇数项系数之和.
所表示的定理叫做二项式定理. 所表示的定理叫做二项式定理.
k Cnan-kbk 为第 k+1 项. + 2.通项:Tk+1= .通项: +
二、二项式系数 1.定义: .定义: Cr (r=0,1,…,n)叫做二项式系数. 叫做二项式系数. 式子 n = , 叫做二项式系数
2.性质 . (1)C0 +C1 +C2 +…+Cn= 2n . n n n n
解析:令x=- ,得2n=32,所以n=5,故系数最小 解析: =-1, ,所以 = , =- 的项是- 5 =-10x3. 的项是-C3x3=-
答案: 答案:-10x3
2 n 3.已知 x- 2) (n∈N*)的展开式中第五项的系数与第三 .已知( -x ∈ 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; 求展开式中各项系数的和; 求展开式中各项系数的和 (2)求展开式中含 x 的项; 求展开式中含 的项; (3)求展开式中系数最大的项和二项式系数最大的项. 求展开式中系数最大的项和二项式系数最大的项. 求展开式中系数最大的项和二项式系数最大的项
x
答案: 答案:6
3.二项式 x- x)9的展开式中有理项的项数为 .二项式( - 的展开式中有理项的项数为________. .
3
解析:根据题意,二项式的展开式的通项为 解析:根据题意,二项式的展开式的通项为Tk+1=Ck 9 ( x)9-k(- x)k=Ck(-1)kx (- 9 (- 项为有理项. 项为有理项. 3
的二项式系数最大; 的二项式系数最大; 和C
n+1 2 n
n −1 2 n
的二项式系数
源自文库 三、项的系数 项的系数是该项中非字母因数部分,包括符号等, 项的系数是该项中非字母因数部分,包括符号等,与 二项式系数一般不同. 二项式系数一般不同
[究 疑 点] 究 1.(a+b)n与(b+a)n的展开式有何不同? . + + 的展开式有何不同? 提示:两者的展开式中的项完全相同, 提示:两者的展开式中的项完全相同,但对应的项不 同且两者的通项不同. 同且两者的通项不同. 2.二项式展开式中二项式系数最大时该项的系数就最 . 大吗? 大吗? 提示:不一定最大,当二项式中 、 的系数均为 的系数均为1时 提示:不一定最大,当二项式中a、b的系数均为 时, 此时二项式系数等于项的系数,否则不一定 此时二项式系数等于项的系数,否则不一定.
3.二项式(2x-3y)9的展开式中,求: .二项式 - 的展开式中, (1)二项式系数之和; 二项式系数之和; 二项式系数之和 (2)各项系数之和; 各项系数之和; 各项系数之和 (3)所有奇数项系数之和; 所有奇数项系数之和; 所有奇数项系数之和
解:设(2x-3y)9=a0x9+a1x8y+a2x7y2+…+a9y9. - +
二项式定理 1.能用计数原理证明二项式定理. .能用计数原理证明二项式定理. 2.会用二项式定理解决与二项展开式有关的简 . 单问题. 单问题.
[理 要 点] 理 一、二项式定理 1.展开式 .
0 (a+b)n= Cnanb0+C1 an-1b1+…+Ck an-kbk+…+Cna0bn + n n n
[题组自测 题组自测] 题组自测 1.在(1+x)7的展开式中,系数最大的项的系数是 . + 的展开式中, ________. .
解析:系数最大的项为 + 解析:系数最大的项为(1+x)7的二项展开式的中间两
4 项,其系数为C3=C7=35. 其系数为 7
答案: 答案:35
2.已知(1-x)n的展开式中所有项的系数的绝对值之和为 , .已知 - 的展开式中所有项的系数的绝对值之和为32, 则(1-x)n的展开式中系数最小的项是 - 的展开式中系数最小的项是________. .
,所以当k=3和k=9时展开 所以当k=3和k=9时展开
答案: 2 答案:
4.(1)(2010·全国卷Ⅰ)(1+2 x ) (1- . 全国卷Ⅰ + 全国卷 - 系数是 A.- .-4 .- C.2 . B.- .-2 .- D.4 .
2
3
3
x )5的展开式中 的 的展开式中x的 ( )
在本题条件下,求展开式中各项系数绝对值之和. 在本题条件下,求展开式中各项系数绝对值之和. 解:由题意知|a0|+|a1|+|a2|+…+|a9|=a0-a1+a2 由题意知 + + + + = =-1得 -…-a9,令x=1,y=- 得|a0|+|a1|+|a2|+…+|a9| = , =- + + + + =a0-a1+a2-…-a9=59.
[题组自测 题组自测] 题组自测 1.已知 +x)+(1+x)2+(1+x)3+…+(1+x)n=a0+a1x .已知(1+ + + + + +a2x2+…+anxn,且a0+a1+a2+…+an=126,那 , 1 n 的展开式中的常数项为________. 么(3 x- ) 的展开式中的常数项为 - . x
3 2
4 由题意知, 解:由题意知,第五项系数为 Cn·(-2)4, -
1 - (2)C0 +C2 +…=Cn+C3 +…= 2n-1 . n n n
n m Cn-m (3)对称性:Cn = 对称性: 对称性
.
n 2 n
(4)二项式系数最值问题. 二项式系数最值问题. 二项式系数最值问题 为偶数时, ①当n为偶数时,中间一项 C 为偶数时 为奇数时, ②当n为奇数时,中间两项 C 为奇数时 相等且最大. 相等且最大.
解析: 的展开式的通项为T 解析:(1)(1+2 x)3的展开式的通项为 r+1=Cr (2 x)r=2rCr + 3 3 x ,(1- x ) -
r′ r′
r′ ′ 3 r 2
3
5
3 r′ 的展开式的通项为T 的展开式的通项为 r′+1=C 5 (- -
3
x )r′=(- -
′
1) C 5 x ,因此 +2 x ) (1- x )5的展开式的通项为 - 因此(1+ 的展开式的通项为(- - 1) ·2
[归纳领悟 归纳领悟] 归纳领悟 1.二项式定理给出的是一个恒等式,对于a,b的一切值都成 .二项式定理给出的是一个恒等式,对于 , 的一切值都成 因此,可将a, 设定为一些特殊的值 设定为一些特殊的值. 立.因此,可将 ,b设定为一些特殊的值.在使用赋值法 等于多少时, 时,令a,b等于多少时,应视具体情况而定,一般取 , 等于多少时 应视具体情况而定, “1、- 或0”,有时也取其他值. 、-1或 ” 有时也取其他值. 、- 2.一般地,若f(x)=a0+a1x+a2x2+…+anxn,则f(x)的展开 .一般地, = + 的展开 式中各项系数之和为f(1),奇数项系数之和为 式中各项系数之和为 ,奇数项系数之和为a0+a2+a4 f(1)+f(-1) ( ) ( ) +… = ,偶数项系数之和为a1+a3+a5+…= 偶数项系数之和为 2 f(1)-f(-1) ( ) ( ) . 2
x3的系数是C3·23=160,选D. 的系数是 6 ,
答案: 答案:D
2.设n= ∫ . =
π
2 0
1 n 4cosxdx,则二项式(x- x ) 的展开式的常数项 ,则二项式 -
是________. .
π
解析: = 解析:n=4sinx | =6.
2 0
2 1 =4,二项式的常数项为 3=C 4 · 2 ,二项式的常数项为T
答案: 答案:(1)C
(2)-5 -
(3)6
[归纳领悟 归纳领悟] 归纳领悟 1.注意通项公式表示的是第k+1项而不是第 项. .注意通项公式表示的是第 + 项而不是第 项而不是第k项 2.求几个二项式积的展开式中某项的系数时常用搭 . 配法. 配法. 3.常数项是指通项中字母的指数为0的项,有理项 .常数项是指通项中字母的指数为 的项 的项, 是指通项中字母的指数为整数的项. 是指通项中字母的指数为整数的项
3 (-1)3C6+(-1)4C4=-20+15=- - - + =-5. =- 6=-
(3)注意到二项式 + 3y)20 的展开式的通项是 注意到二项式(x+ 注意到二项式
r 20-r 4 Tr+1=C20·x ·(
4
3y)r=Cr ·3 ·x20-r·yr. 20
r 4
相应的项的系数是有理数. 当 r=0,4,8,12,16,20 时,相应的项的系数是有理数. = 因此(x+ 3y)20 的展开式中,系数是有理数的项 的展开式中, 因此 + 共有 6 项. 4
解析: 可得a 解析:令x=1可得 0+a1+a2+…+an=2+22+23+…+2n = 可得 + 2(1-2n) ( - + + 2 3 n =126,而2+2 +2 +…+2 = , + =2n 1-2,所以 n 1 ,所以2 1-2 - 1 6 -2=126,可得 =6,则(3 x- ) 的二项展开式的通项为 = ,可得n= , - x Tr+1=Cr (3 6 x)
[题组自测 题组自测] 题组自测 1.(x+2)6的展开式中 3的系数为 . + 的展开式中x A.20 . C.80 . B.40 . D.160 .
-
(
)
- 解析:注意到 + 的展开式的通项是T 解析:注意到(x+2)6的展开式的通项是 r+1=C r ·x6 r·2r 6 - 因此(x+ =C r ·2r·x6 r,令6-r=3得r=3.因此 +2)6的展开式中 - = 得 = 因此 6 -
6- r
1 r ·(- ) =C r 36-r(-1)rx3-r,令3-r=0,则r - - - = , 6 x
=3,∴所求的常数项为 3×33×(-1)3=- , 所求的常数项为C6 - =-540.
答案: 答案:-540
2.已知(1-x)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,则(a0 .已知 - + 的值等于________. +a2+a4)(a1+a3+a5)的值等于 的值等于 . 解析:分别令 = 、 =- =-1得 解析:分别令x=1、x=- 得a0+a1+a2+a3+a4+a5 =0.a0-a1+a2-a3+a4-a5=32,由此解得 0+a2+ ,由此解得a a4=16,a1+a3+a5=- ,(a0+a2+a4)(a1+a3+a5) =-16, , =-256. =- 答案: 答案:-256
1 6 (2)(2010·辽宁高考 +x+x )(x- x ) 的展开式中的常 辽宁高考)(1+ + 辽宁高考 - 数项为________. . 数项为 (3)(2010·湖北高考 在(x+ 3y)20的展开式中,系数为 湖北高考)在 + 的展开式中, 湖北高考 有理数的项共有________项. 项 有理数的项共有 4
r′ r
3
·C r ·C5 3
r′
·x
r r′ + 2 3
′ r r′ ,当 + =1时.有r=0且r′=3或r= 时 = 且′ 或= 2 3
2且r′=0两种情况,则展开式中 的系数为 -10)+12=2. 且 ′ 两种情况, 的系数为(- + = 两种情况 则展开式中x的系数为
16 (2)(x-x) 的展开式的通项 - 1r - r 6- r Tr+1=C6x (- ) =(-1)rCr x6 2r. - - 6 x 7 =-1, = 舍去 舍去), 令6-2r=0,得r=3,令6-2r=- ,得r= (舍去 , - = , = , - =- 2 =-2, = 令6-2r=- ,得r=4. - =- 所以所求的常数项为: 所以所求的常数项为:
9 (1)二项式系数之和为 0+C1+C2+…+C9=29. 二项式系数之和为C9 二项式系数之和为 9 9
(2)各项系数之和为 0+a1+a2+…+a9, 各项系数之和为a 各项系数之和为 令x=1,y=1,得a0+a1+a2+…+a9=(2-3)9=- = , = , - =-1. (3)由(2)知a0+a1+a2+…+a9=- , 由 知 =-1, =-1, 令x=1,y=- ,得a0-a1+a2-…-a9=59, = , =- 59 - 1 将两式相加, 将两式相加,得a0+a2+a4+a6+a8= ,此即为所 2 有奇数项系数之和. 有奇数项系数之和.
所表示的定理叫做二项式定理. 所表示的定理叫做二项式定理.
k Cnan-kbk 为第 k+1 项. + 2.通项:Tk+1= .通项: +
二、二项式系数 1.定义: .定义: Cr (r=0,1,…,n)叫做二项式系数. 叫做二项式系数. 式子 n = , 叫做二项式系数
2.性质 . (1)C0 +C1 +C2 +…+Cn= 2n . n n n n
解析:令x=- ,得2n=32,所以n=5,故系数最小 解析: =-1, ,所以 = , =- 的项是- 5 =-10x3. 的项是-C3x3=-
答案: 答案:-10x3
2 n 3.已知 x- 2) (n∈N*)的展开式中第五项的系数与第三 .已知( -x ∈ 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; 求展开式中各项系数的和; 求展开式中各项系数的和 (2)求展开式中含 x 的项; 求展开式中含 的项; (3)求展开式中系数最大的项和二项式系数最大的项. 求展开式中系数最大的项和二项式系数最大的项. 求展开式中系数最大的项和二项式系数最大的项
x
答案: 答案:6
3.二项式 x- x)9的展开式中有理项的项数为 .二项式( - 的展开式中有理项的项数为________. .
3
解析:根据题意,二项式的展开式的通项为 解析:根据题意,二项式的展开式的通项为Tk+1=Ck 9 ( x)9-k(- x)k=Ck(-1)kx (- 9 (- 项为有理项. 项为有理项. 3
的二项式系数最大; 的二项式系数最大; 和C
n+1 2 n
n −1 2 n
的二项式系数
源自文库 三、项的系数 项的系数是该项中非字母因数部分,包括符号等, 项的系数是该项中非字母因数部分,包括符号等,与 二项式系数一般不同. 二项式系数一般不同
[究 疑 点] 究 1.(a+b)n与(b+a)n的展开式有何不同? . + + 的展开式有何不同? 提示:两者的展开式中的项完全相同, 提示:两者的展开式中的项完全相同,但对应的项不 同且两者的通项不同. 同且两者的通项不同. 2.二项式展开式中二项式系数最大时该项的系数就最 . 大吗? 大吗? 提示:不一定最大,当二项式中 、 的系数均为 的系数均为1时 提示:不一定最大,当二项式中a、b的系数均为 时, 此时二项式系数等于项的系数,否则不一定 此时二项式系数等于项的系数,否则不一定.
3.二项式(2x-3y)9的展开式中,求: .二项式 - 的展开式中, (1)二项式系数之和; 二项式系数之和; 二项式系数之和 (2)各项系数之和; 各项系数之和; 各项系数之和 (3)所有奇数项系数之和; 所有奇数项系数之和; 所有奇数项系数之和
解:设(2x-3y)9=a0x9+a1x8y+a2x7y2+…+a9y9. - +
二项式定理 1.能用计数原理证明二项式定理. .能用计数原理证明二项式定理. 2.会用二项式定理解决与二项展开式有关的简 . 单问题. 单问题.
[理 要 点] 理 一、二项式定理 1.展开式 .
0 (a+b)n= Cnanb0+C1 an-1b1+…+Ck an-kbk+…+Cna0bn + n n n
[题组自测 题组自测] 题组自测 1.在(1+x)7的展开式中,系数最大的项的系数是 . + 的展开式中, ________. .
解析:系数最大的项为 + 解析:系数最大的项为(1+x)7的二项展开式的中间两
4 项,其系数为C3=C7=35. 其系数为 7
答案: 答案:35
2.已知(1-x)n的展开式中所有项的系数的绝对值之和为 , .已知 - 的展开式中所有项的系数的绝对值之和为32, 则(1-x)n的展开式中系数最小的项是 - 的展开式中系数最小的项是________. .