二项式定理的性质
二项式定理性质
二项式定理性质是一个强有力的数学工具,它的出现使得多项式的计算变得简单明了。
它可以帮助我们简化计算,减少计算时间。
一、二项式定理性质的定义
二项式定理性质是指用简单的方法求解多项式的方法,可以将多项式的乘积表达为幂次和系数的形式。
它的定义是:若a、b是实数,(a+b)^n是n次幂,则(a+b)^n=Σ(n)C(i)ai bn-i。
二、二项式定理性质的实际应用
二项式定理性质可以用来处理多项式计算问题,比如:对于(x+y)^n,可以用到二项式定理性质,将它化简为Σ(n)C(i)xi yn-i。
此外,它还可以用来解决组合数问题,比如求解n个物品中任取m个物品的可能组合数。
三、二项式定理性质的证明
要证明二项式定理性质,需要用到二项式系数的概念,即C(i)=(n)/(i)(n-i)。
证明的步骤如下:
(1)首先,将(a+b)^n展开,可得:
(a+b)^n=Σ(n)C(i)aibn-i
(2)其次,按照上式,计算出C(i)值,即:C(i)=(n)/(i)(n-i)
(3)最后,将C(i)值代入式子,可得:(a+b)^n=Σ(n)C(i)ai bn-i
以上就是二项式定理性质的证明过程。
四、二项式定理性质的总结
总之,二项式定理性质是一种强大的数学工具,它可以帮助我们简化多项式计算,缩短计算时间,解决组合数问题,提高计算效率。
二项式定理的系数和
二项式定理的系数和二项式定理是高中数学中的重要概念之一,它描述了如何展开一个二项式的幂。
在二项式定理中,系数和起着关键的作用。
本文将围绕这个主题展开,介绍二项式定理的系数和的一些性质和应用。
一、二项式定理的系数和二项式定理是代数学中的一个重要定理,它给出了两个数之和的幂的展开形式。
具体而言,设有两个实数a和b,那么对于任意非负整数n,二项式定理可以表示为:(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,n-1)ab^(n-1) + C(n,n)b^n其中C(n,k)表示从n个元素中选取k个元素的组合数,也就是二项式系数。
二项式系数的计算公式为:C(n,k) = n! / (k!(n-k)!)这个公式告诉我们,二项式系数是由阶乘运算得到的。
在二项式定理中,系数和是指式子中所有二项式系数的和,也就是:C(n,0) + C(n,1) + C(n,2) + ... + C(n,n-1) + C(n,n)二、二项式定理系数和的性质1. 二项式系数和等于2的n次方。
根据二项式定理的展开形式可以得知,系数和等于幂的次数加1,即 2^n。
2. 二项式系数和满足二项式系数公式。
根据二项式系数的计算公式可以得知,系数和等于 C(n+1,0)。
这是因为二项式系数公式中的 n 被替换为 n+1,而 k 被替换为 0,所以结果为 1。
3. 二项式系数和满足对称性。
根据二项式系数的计算公式可以得知,C(n,k) = C(n,n-k)。
这意味着从n个元素中选取k个元素的组合数等于从n个元素中选取n-k个元素的组合数,所以二项式系数和具有对称性。
三、二项式定理系数和的应用1. 计算二项式系数。
二项式系数在组合数学中有广泛的应用,可以用于计算排列组合问题的解。
例如,在概率论中,可以使用二项式系数计算二项式分布的概率。
2. 证明等式。
二项式系数和可以用于证明等式。
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。
《二项式定理性质》课件
二项式定理有哪些性质?
性质1
二项式系数对称性:$C_n^k = C_n^{n-k}$
性质3
二项式展开定理:$(a+b)^n$中的每一项的系数 为$C_n^k$
性质2
二项式系数递推关系:$C_n^k = C_{n-1}^{k1}+C_{n-1}^k$
性质4
二项式定理的逆定理:$(x-y)^n$的展开可以通 过$(-1)^kC_n^kx^{n-k}y^k$得到
《二项式定理性质》PPT 课件
二项式定理是数学中一项重要的定理,用于展开任意次数的二项式的乘方。 它具有丰富的性质和广泛的应用,是数学竞赛和研究中必备的基本知识。
什么是二项式定理?
二项式定理是用于展开任意次数的二项式的乘方的重要定理,可以快速求解 一些复杂的数学问题。它对于理解和应用排列组合等数学概念具有重要意义。
二项式定理的公式是什么?
二项式定理的公式为:$(a+b)^n = C_n^0a^n+b^0+C_n^1a^{n-1}b^1+...+C_n^ka^{n-k}b^k+...+C_n^na^0b^n$
二项式定理的历史背景是什么?
二项式定理最早由中国数学家杨辉在《详解九章算术》中提出,后由法国数学家帕斯卡在《论阿比尔法列数》 中给出准确的数学证明,奠定了它在数学中的重要地位。
二项式定理的推导方法有哪些?
1 杨辉三角形法
2 组合数法
Байду номын сангаас
3 数学归纳法
通过构建杨辉三角形,可 以直接读取出二项式系数, 从而得到二项式定理的展 开结果。
利用组合数的性质,结合 二项式系数的定义,可以 推导出二项式定理的公式。
二项式性质课件
二项式定理的展开式在数学、物理、工程等多个领域都有广泛应用 ,例如组合数学、概率论、统计学等。
定理表述
定理表述
定理证明
定理推论
二项式定理表述为(a+b)^n的展开式 为(C(n,0)a^n+C(n,1)a^{n1}b+dots+C(n,n)b^n),其中 (C(n,k))表示组合数,即从n个不同元 素中取出k个元素的组合数。
03
二项式定理的应用
组合数学中的应用
二项式系数
二项式定理可以用来计算组合数,特 别是当组合数的上标和下标非常大时 ,使用二项式定理可以大大简化计算 过程。
排列数
通过二项式定理,我们可以推导出排 列数的公式,从而快速计算给定集合 的所有可能排列的数量。
概率论中的应用
概率计算
在概率论中,二项式定理常用于计算复杂事件的概率。例如,在n次独立重复 试验中,某一事件恰好发生k次的概率可以使用二项式定理来求解。
详细描述
牛顿二项式定理基于组合数学和幂级数展开,通过将二项式展开为幂级数形式,可以更方便地计算和 推导二项式的展开结果。
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THANKS
1. 组合数的计算公式 为C(n, k) = n! / (k!(n-k)!),其中"!"表 示阶乘。
2. 组合数具有对称性 ,即C(n, k) = C(n, nk)。
3. 组合数具有递推性 ,即C(n, k) = C(n-1, k-1) + C(n-1, k)。
指数性质
总结词:二项式定理的指数表示从n个不 同元素中取出k个元素的排列方式数。
贝努利概率模型
贝努利概率模型是二项式定理在概率论中的一个重要应用,它描述了一个成功 概率为p的试验中,进行n次独立重复试验,成功次数k的概率。
二项式定理(binomialtheorem)
例子
例如,(a+b)^2 = a^2 + 2ab + b^2 是一个二 项式的展开式。
小常识
二项式來源于对“二”的组合数。
二项式定理的公式表述
1
公式1
(a+b)^2 = a^2 + 2ab a^3 + 3a^2b + 3ab^2 + b^3
3
公式3
(a+b)^4 = a^4 + 4a^3b + 6a^2b^2 + 4ab^3 + b^4
二项式定理的性质
对称性
(a+b)^ n = (b+a)^ n
二项式系数的对称性
在二项式定理中,第k(k为整数) 个系数等于第(n-k)个系数。
常数的系数
二项式定理中,每一项系数的 和为2的n次方。
二项式定理的证明方法
数学归纳法
适用于证明二项式定理的基本形式。
杨辉三角形
通过观察杨辉三角形的性质,可以推导出二项式定理。
二项式系数与对称性质
二项式系数具有对称性,即第k个系数等于第n-k个系数。通过对称性质的使用,可以简化二项式定理中 的系数。
二项式定理的推广与应用:多项式定理
在二项式定理的基础上,我们可以进一步推广并建立多项式定理。多项式定理适用于(x+y+z)^n的展开, 同样具有广泛的应用于组合数学等领域。
利用二项式定理求逆元
在计算机科学中,在模m下,a的逆元定义为b等于a乘以b模m余1。利用二项 式定理,可以推导出求逆元的通用公式。
投掷硬币问题与二项式定理
二项式定理可应用于投掷硬币的问题。例如,考虑抛掷硬币n次,期望得到k个正面的概率,可以使用二 项式系数计算。
二项式定理
- - -
+ n· 2n-1=(n+2)· 2n-1, 故 3n>(n+2)· 2n-1.
2 n 例 4:已知( x- 2) (n∈N*)的展开式中第五项的系数与第三 x 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 的项; (3)求展开式中系数最大的项和二项式系数最大的项.
2 3 1 ( x 2) 【 3】 展开式中的常数项是_______. 2 x
20
1 1 3 3 C x C 2 C1 ( 2) C3 (2) x
1 3 2 1 2
20.
( x 2 12 2)3 ( x 1 )6 x x
Tr +1 = (1) C x
r n- r r n- r r a=2x,b=3y,Tr+1=Cn2 · 3 x y ,其中 r Cn
2n-r3r 就是 Tr+1 项的系数.
求展开式中的特定项或特 定项的系数
1 x+ n 例 1 在二项式 4 的展开式中,前三项的系数成等 2 x 差数列,求展开式中的有理项和二项式系数最大的项.
4 所以x的系数为 C4 5 3 2 240.
【点评】三项式不能用二项式定理,必须转化 为二项式.
例1. 求(x2十3x十2)5的展开式中x的系数. 解法二:因为 (x2 十 3x 十 2)5 = (x2 十 3x 十 2)(x2 十 3x十2)(x2十3x十2)(x2十3x十2)(x2十3x十2), 所以 (x2 十 3x 十 2)5 展开式的各项是由五个 因式中各选一项相乘后得到的. 则它的一次项只能从五个因式中的一个取 一次项3x,另四个因式中取常数项2相乘得到.
计数原理:第3讲二项式定理
二项式定理1.二项式定理n*(a + b) = _______________________________ (k , n € N ),这个公式所表示的规律叫做二项式定理.(a + b)n 的二项展开式共有 _______________ 项,其中各项的系数 ______________ (k € {0 , 1, 2,…,n})叫 做二项式系数,式中的 _____________ 叫做二项展开式的通项,用 T k +1表示,即 ____________________ •通项为展开式的第 ___________ 项.2.二项式系数的性质 (1) 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 = C n , C n = C n , C n =,…,C n = C 0.(2) 增减性与最大值二项式系数c n ,当 _______________ 时,二项式系数是递增的;当 ______________ 时,二项式系数是递减 的.当n 是偶数时,中间的一项 _____________ 取得最大值.当n 是奇数时,中间的两项 _____________ 和 _____________ 相等,且同时取得最大值. ⑶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 ____________ ,即C 0 + C 1+ U+…+ ◎+••• + C ;; = _________ 二项展开式中,偶数项的二项式系数的和等于奇数项的二项式系数的和,即 c 1+ C 3+ ◎+•••=氏+ U+C 4+ …= __________ .【答案】1.++...+...+w+iCj C 制Ti 二C 紗乍护七+12.【基础自测】1在2x 2— 1 5的二项展开式中,x 的系数为( )A . 10B . — 10C . 40D .— 40解:二项展开式的通项为 T r +1= C 5(2x 2)5 'J — X / = C 525 r x 10 3r (一 1)r ,令 10— 3r = 1,解得 r = 3,所以w+_l 7T 4= C;22X (— 1)3=— 40x ,所以 x 的系数为一40•故选 D.2n *2 (1 + X ) (n € N )的展开式中,系数最大的项是 ( )A •第n + 1项B •第n 项C .第n + 1项D .第n 项与第n + 1项解:展开式共有2n + 1项,且各项系数与相应的二项式系数相同•故选 C.3使?x + 总](n € N *)的展开式中含有常数项的最小的 n 为( )A . 4B . 5C . 6D . 74 设(X — 1)21 = a °+ a 1x + a 2X 2+…+ 玄2低21,贝V a® + a^= ________________ .解:T r + 1 = C 21X^ r (一 1),,…a 10= C 21(一 1)" , a 11= C 21 ( 一 1)勺° •- a 10 + a 11 = 0.故填 0. 5 设「2+ X )10= a °+a 1x + a 2X 2+…+ a 10x 10,贝V (a °+ a 2 + a 4+…+ ag)2—⑻十 a 3 + a 5+…+ a g )2的值为解:设 f(x)=(”』2 + X )10,则(a °+ a ?+ a °+…+ ag)2—⑻十 a 3 + a §+…+ a g )2= [(a °+ a ?+ a °+…+ aw)+ ⑻ + a 3 + a 5+ …+ a 9)][( a o + a 2 + a 4 + …+ ag)—(a 1 + a 3 + a 5 + …+ a ?)] = f(1)f( — 1)=(岑2 + 1)10(p2 — 1)10 = 1.故填 1.【典例】 类型一求特定项例一 (1) x + a 2X — 1 5的展开式中各项系数的和为 2,则该展开式中的常数项为 ( )A . — 40B . — 20C . 20D . 40解:令"1,可得卄1=2, 口f的展幵式中+项的系数为C 辺(―卩工项的系数为€?2\.■.«+典肚一打的展开式中常数顷为C?2:. - 1 ]十匚工:=40一故选D.【评析】①令工=1可得所有项的系数和,②在求出口的值后,再分析常数项的构成,便可解得常数 项.广 1 帯(2)已知在 饭一 丁 '的展开式中,第6项为常数项,求含 X 2项的系数及展开式中所有的有理项.< 2钱丿 n —5 1 丨 r / 1 r n —2r解:通项 T r +1= C fi x 3 一 2 X 3= C n 一 2 X 3,•••第6项为常数项,••• r = 5时,有上器=0,得n = 10.令芝芦=2,得r = 2,二含x 2项的系数为C ?。
二项式定理三项
二项式定理三项
摘要:
一、二项式定理的定义与性质
1.二项式定理的定义
2.二项式定理的性质
二、二项式定理的应用
1.组合数的计算
2.二项分布的计算
三、三项式定理与二项式定理的关系
1.三项式定理的定义
2.三项式定理与二项式定理的关系
正文:
一、二项式定理的定义与性质
二项式定理是一个数学公式,描述了二项式展开的规律。
它指出,
(a+b)^n 的展开式中,每一项的系数为二项式系数,即C(n,k),其中k 为非负整数,且0 ≤ k ≤ n。
二项式定理具有以下性质:
1.二项式定理适用于所有实数和复数;
2.当n 为非负整数时,二项式定理的展开式为(a+b)^n 的完整展开;
3.当n 为负整数时,二项式定理的展开式为幂级数展开。
二、二项式定理的应用
二项式定理在数学和物理学等领域具有广泛的应用。
其中,最常见的是用
于计算组合数。
给定n 个元素中选取k 个元素的组合数,可以利用二项式定理计算,即C(n,k) = (n!) / [(n-k)! * k!],其中! 表示阶乘。
此外,二项式定理还可以用于计算二项分布的概率,即P(X=k) = C(n,k) * p^k * (1-p)^(n-k),其中X 表示二项分布的随机变量,k 表示成功的次数,p 表示每次试验成功的概率,n 表示试验次数。
三、三项式定理与二项式定理的关系
三项式定理是二项式定理的推广。
它指出,(a+b+c)^n 的展开式中,每一项的系数为三项式系数,即T(n,k,m),其中k、m 为非负整数,且0 ≤ k ≤ n,0 ≤ m ≤ n-k。
二项式定理的性质
二项式定理的一般形式
二项式定理的一般形式是指将任意实数的幂展开为多项式的形式。该形式是 二项式定理的拓展和推广,适用于更加广泛的数学领域。
二项式定理的证明方法
二项式定理的证明方法有多种,主要有代数证明、组合证明和数学归纳法。 不同的证明方法提供了不同的视角和思路,加深了对定理的理解。
二项式定理的不等式性质
二项式定理具有多种有趣的不等式性质,如二项式展开的不等式、二项式系数的不等式等。这些性质在 数学推导和证明中具有重要的应理是数学中描述两个数相加或相乘的定理,用于展开二项式和计算多项式。该定理广泛应用于 代数、组合数学和概率论等领域。
二项式系数
二项式系数是二项式定理中的重要参数,表示在展开二项式时每个项的系数。 二项式系数由组合数学中的组合公式计算得出。
二项式定理的展开式
二项式定理可以将以二项式为底数的幂展开为多项式。展开式的项数为等差 数列,具有一定规律。展开式的具体形式可由二项式系数和幂运算计算得出。
二项式定理的性质
二项式定理是数学中重要的定理之一,涉及多个方面的性质和应用。本文将 介绍二项式定理的各种性质和相关内容。
二项式定理的公式
二项式定理是数学中用于展开二项式的重要公式,其形式为:$$(a+b)^n = \sum_{k=0}^{n} C(n, k) a^{n-k} b^{k}$$ 其中,$C(n, k)$表示二项式系数。
二项式定理知识点
二项式定理知识点二项式定理是高中数学中的重要知识点,也是进一步学习数学分析、概率论和数学推理的基础。
它是关于多项式的一个重要的数学定理,通过二项式定理,我们可以用简洁的方式表示多项式展开的结果。
在本文中,我们将深入探讨二项式定理的概念、性质以及应用。
首先,让我们来了解什么是二项式。
二项式是指两个单项式之和的代数式,其中包含两个不同的变量,每个变量的指数均为非负整数。
例如,(a + b)就是一个二项式,其中a和b为变量,且指数分别为1和0。
根据二项式定理,我们可以将二项式展开为多项式。
二项式定理的表述如下:对于任意非负整数n和实数a、b,有(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)a^0 b^n,其中C(n, k)表示组合数,计算公式为C(n, k) = n!/(k!(n-k)!)。
这个定理告诉我们,二项式(a + b)的展开式中的每一项都可以通过组合数进行系数的计算。
二项式定理的证明可以通过数学归纳法进行,但为了保持本文的简洁性,我将不涉及具体的证明过程。
而是着重介绍一些二项式定理的性质以及它的一些重要应用。
首先,二项式定理的性质之一是二项式展开式的系数的和等于2的n次方。
也就是说,展开式中每一项的系数相加,结果等于2的n次方。
这个性质可以通过将展开式中的每一项进行二项式系数的求和来证明。
二项式定理还可以用于计算多项式的平方、立方等高次幂。
通过使用二项式定理展开多项式的高次幂,我们可以更简洁地计算出结果。
另一个重要的应用是二项式定理在概率论中的应用。
在概率论中,我们经常需要计算一些事件的概率,而这些概率通常涉及到组合数的计算。
二项式定理为我们提供了一个快速计算组合数的方法,从而简化了概率计算的过程。
除此之外,二项式定理还在数学推理和数学分析中有重要的应用。
在数学推理中,我们经常需要进行代数式的变形和化简,而二项式定理可以帮助我们将复杂的代数式转化为更简单的形式。
二项式定理
§9.3 二项式定理(二十九)一、知识导学1.二项式定理:上列公式所表示的定理叫做二项式定理.右边的多项式叫做的二项展开式,它一共有n+1项.其中各项的系数叫做二项式系数.式中的叫做二项展开式的通项,用表示,即=.2.二项式系数的性质:(1)对称性.与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等.事实上,这一性质可直接由公式得到.(2)增减性与最大值.二项式系数,当r<时,二项式系数是逐渐增大的.由对称性知它的后半部分是逐渐减小的,且在中间取得最大值.当n是偶数时,中间的一项取得最大值;当n是奇数时,中间的两项相等,且同时取得最大值.(3)各二项式系数的和.的展开式的各个二项式系数的和等于.二、疑难知识导析1.二项式定理是代数公式和的概括和推广,它是以乘法公式为基础,以组合知识为工具,用不完全归纳法得到的.同学们可对定理的证明不作要求,但定理的内容必须充分理解.2.对二项式定理的理解和掌握,要从项数、系数、指数、通项等方面的特征去熟悉它的展开式.通项公式=在解题时应用较多,因而显得尤其重要,但必须注意,它是的二项展开式的第r+1项,而不是第r项.3.二项式定理的特殊表示形式(1).这时通项是=.(2).这时通项是=.(3).即各二项式系数的和为.4.二项式奇数项系数的和等于二项式偶数项系数的和.即三、经典例题导讲[例1]已知,求的值.错解:由二项展开式的系数的性质可知:的展开式的各个二项式系数的和等于,显然,就是展开式中的,因此的值为-1.错因:上述解答忽略了是项的系数,而不是二项式系数.正解:由二项展开式的结构特征,是项的系数,而不是二项式系数.观察式子特征,如果=1,则等式右边为,出现所求式子的形式,而就是展开式中的,因此,即1=1+,所以,=0评注这是二项式定理的一个典型应用—赋值法,在使用赋值法时,令、b等于多少,应就具体问题而定,有时取“1”,有时取“-1”,或其他值.[例2]在多项式的展开式中,含项的系数为.错解:原式==∴项的系数为0.错因:忽视了n的范围,上述解法得出的结果是在n不等于6的前提下得到的,而这个条件并没有提供.正解:原式==∴当n≠6时,项的系数为0.当n=6时,项的系数为1说明:本解法体现了逆向运用二项式定理的灵活性,应注意原式中对照二项式定理缺少这一项.[例3]的末尾连续零的个数是( )A.7 B.5 C.3 D.2解:上述展开式中,最后一项为1;倒数第二项为1000;倒数第三项为495000,末尾有三个0;倒数第四项为16170000,末尾有四个0;依次前面各项末尾至少有四个0.所以的末尾连续零的个数是3.故选C.[例4]已知的展开式前三项中的的系数成等差数列.(1)求展开式中所有的的有理项;(2)求展开式中系数最大的项.解:(1)展开式前三项的系数分别为.由题设可知:解得:n=8或n=1(舍去).当n=8时,=.据题意,4-必为整数,从而可知必为4的倍数,而0≤≤8,∴=0,4,8.故的有理项为:,,.(2)设第+1项的系数最大,显然>0,故有≥1且≤1.∵=,由≥1,得≤3.∵=,由≤1,得≥2.∴=2或=3,所求项分别为和.评注:1.把握住二项展开式的通项公式,是掌握二项式定理的关键,除通项公式外,还应熟练掌握二项式的指数、项数、展开式的系数间的关系、性质.2.运用通项公式求二项展开的特定项,如求某一项,含某次幂的项,常数项,有理项,系数最大的项等,一般是运用通项公式根据题意列方程,在求得n或r后,再求所需的项(要注意n和r的数值范围及大小关系).3.注意区分展开式“第+1项的二项式系数”与“第+1项的系数”.[例5]已知的展开式中含项的系数为24,求展开式中含项的系数的最小值.解:解法一由中含项的系数为24,可得.从而,.设中含项的系数为t,则t=.把代入上式,得t=.∴当n=6时,t的最小值为120,此时m=n=6.解法二由已知,设中含项的系数为t,则t=≥2=2(72-12)=120.当且仅当m=n=6时,t有最小值120.∴展开式中含项的系数的最小值为120.评注:构造函数法是一种常用的方法,尤其在求最值问题中应用非常广泛.四、典型习题导练1.化简:2.设,则的值为3.(1+x)(2+x)(3+x)…(20+x)的展开式中x19的系数是.4.式子的展开式中的常数项是()A、-15B、20C、-20D、155.已知二项式中,>0,b>0,2m+n=0但mn≠0,若展开式中的最大系数项是常数项,求的取值范围.6.用二项式定理证明:能被整除(n∈,n≥2).。
二项式定理的定义和基本性质是什么
二项式定理的定义和基本性质是什么二项式定理是代数中一个重要的定理,描述了一个二项式的幂展开式。
它的定义和基本性质如下。
定义:
二项式定理是指对于任意实数a和b以及任意非负整数n,二项式展开式的公式为:
(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) * a^0 * b^n
其中C(n,k)表示n个元素中取k个元素的组合数。
基本性质:
1. 幂次关系:对于二项式展开式中的任意一项,其对应的幂次关系为a^n-k * b^k。
其中n为二项式展开的幂次,k为该项中b的幂次。
2. 系数关系:二项式展开式中每一项的系数可以用组合数表示。
具体地,第k项的系数为C(n,k)。
3. 对称性:二项式展开式中的对称性表现为,对应的k项和n-k项的系数相等。
4. 性质1:二项式展开式中的一切项数为n+1。
5. 性质2:二项式展开式中的一切系数之和等于2^n。
二项式定理的应用广泛,特别是在代数和组合数学中。
它在代数运算和多项式求解中起到了重要的作用。
同时,通过二项式定理可以得到一些重要的数学恒等式,例如二项式系数恒等式和牛顿二项式系数恒等式。
总结:
二项式定理的定义描述了一个二项式的幂展开式,利用组合数的概念表示了每一项的系数。
二项式定理具有幂次关系、系数关系、对称性等基本性质。
它在数学中应用广泛,为代数运算和多项式求解提供了重要的工具和方法。
二项式定理知识点总结
二项式定理知识点总结二项式定理专题一、二项式定理:二项式定理是一个重要的恒等式,它表示了任意实数a,b 和正整数n之间的关系。
具体地,对于任意正整数n和实数a,b,有以下恒等式成立:a+b)^n = C(n,0)*a^n + C(n,1)*a^(n-1)*b +。
+ C(n,n-1)*a*b^(n-1) + C(n,n)*b^n其中,C(n,k)表示从n个元素中选取k个元素的组合数,也就是n个元素中取k个元素的方案数。
右边的多项式叫做(a+b)的二项式展开式,其中各项的系数C(n,k)叫做二项式系数。
二项式定理的理解:1)二项展开式有n+1项。
2)字母a按降幂排列,从第一项开始,次数由n逐项减1到0;字母b按升幂排列,从第一项开始,次数由0逐项加1到n。
3)二项式定理表示一个恒等式,对于任意的实数a,b,等式都成立。
通过对a,b取不同的特殊值,可为某些问题的解决带来方便。
例如,当a=1,b=x时,有以下恒等式成立:1+x)^n = C(n,0) + C(n,1)*x +。
+ C(n,n-1)*x^(n-1) +C(n,n)*x^n4)要注意二项式定理的双向功能:一方面可将二项式(a+b)展开,得到一个多项式;另一方面,也可将展开式合并成二项式(a+b)^n。
二、二项展开式的通项公式:二项展开式的通项公式是指,二项式展开式中第k+1项的系数C(n,k)的公式。
具体地,对于任意正整数n和实数a,b,有以下通项公式成立:T(k+1) = C(n,k)*a^(n-k)*b^k其中,T(k+1)表示二项式展开式中第k+1项的系数。
通项公式体现了二项展开式的项数、系数、次数的变化规律,是二项式定理的核心。
它在求展开式的某些特定项(如含指定幂的项、常数项、中间项、有理项、系数最大的项等)及其系数等方面有广泛应用。
三、二项展开式系数的性质:在二项式展开式中,二项式系数具有以下性质:①对称性:与首末两端“等距离”的两项的二项式系数相等,即C(n,0) = C(n,n)。
二项式定理知识点总结
二项式定理知识点总结一、二项式的定义:二项式是指两个数的和或差,可以用如下形式表示:(a+b)^n或(a-b)^n其中,a和b是常数,n是正整数,n称为指数。
二、二项式的展开:1.二项式定理(加法形式):(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-2)a^2b^(n-2)+C(n,n-1)a^1b^(n-1)+C(n,n)a^0b^n其中,C(n,k)表示从n个不同元素中取出k个元素的组合数,也称为二项系数。
2.二项式定理(减法形式):(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-...+(-1)^(n-2)C(n,n-2)a^2b^(n-2)-(-1)^(n-1)C(n,n-1)a^1b^(n-1)+(-1)^nC(n,n)a^0b^n注意,在减法形式的展开中,减号和负号交替出现。
三、二项式的性质:1.二项式展开的项数为n+1个;2.二项式展开的项之和为2^n;3.二项式展开式中各项的指数和为n;4.二项式展开式中各项的系数为C(n,k)。
四、二项式系数的计算:使用组合数的性质可以计算二项系数:C(n,k)=n!/(k!*(n-k)!)其中,!表示阶乘。
五、二项式定理的应用:另外,二项式展开还可以用于解决数学中的各种问题,如排列组合、概率论、代数等等。
在组合数学中,二项式系数有很多应用,例如计算排列数、二项式系数的性质等。
六、帕斯卡三角形与二项式系数:帕斯卡三角形是由二项式系数构成的一种数列,其性质如下:1.三角形的第n行有n+1个数;2.三角形的边界数都是1;3.三角形的每个数等于它上方两个数之和;4.三角形的第n行第k个数等于C(n,k)。
通过帕斯卡三角形可以方便地计算二项系数,也可以获得二项式展开的各项系数。
综上所述,二项式定理是数学中的重要概念,它描述了二项式的展开形式,可以方便地计算逐项系数和整个展开式。
3.二项式定理
例讲三:多项式的展开式问题
1.在(1+x)+(1+x)2+(1+x)3+…+(1+x)11 的展开式中,x2 项的系数是 2.(1+2x2)(1+x)4 的展开式中 x3 的系数为 3.已知(x-1)(ax+1)6 的展开式中含 x2 项的系数为 0,则正实数 a=________. 4.(x2-x+1)10 的展开式中 x3 项的系数为 5.(x2+x+y)5 的展开式中 x5y2 的系数为
二项式定理
一.二项式定理及性质
1.定理:(a+b)n=C 0n an+C 1nan -1b+…+C knan-k bk+…+C nn bn(n ∈N*).
2.通项:第 k+1 项为 Tk+1=Cknan-kbk. 3.二项式系数:二项展开式中各项的二项式系数为:Ckn (k=0,1,2,…,n).
64∶1,则
x3
的系数为
2.若(1-x)9=a0+a1x+a2x2+…+a9x9,则|a1|+|a2|+|a3|+…+|a9|=
【解析】 (1)由题意知42nn=64,得 n=6,展开式的通项为 Tr+1=Cr6x6-r 3xr=3rCr6x6-32r, 令 6-32r=3,得 r=2,则 x3 的系数为 32C26=135.故选 C. (2)令 x=0,得 a0=1,令 x=-1,得|a1|+|a2|+|a3|+…+|a9|=[1-(-1)]9-1=29-1= 511.
2.若
x+1 x
n展开式的二项式系数之和为
64,则展开式的常数项为_系数为 C25-122=52.
(2)ax2+
1x5的展开式的通项
Tr+1=C5r (ax2)5-r×
1xr=Cr5a5-rx10-52r,令
10-52r=0,得
r=4,所以 C45a5-4=-10,解得 a=-2.
高二数学 二项式定理与性质
二项式定理与性质•二项式定理:,它共有n+1项,其中(r=0,1,2…n)叫做二项式系数,叫做二项式的通项,用T r+1表示,即通项为展开式的第r+1项.•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,即;(2)增减性与最大值:当r≤时,二项式系数的值逐渐增大;当r≥时,的值逐渐减小,且在中间取得最大值。
当n为偶数时,中间一项的二项式系数取得最大值;当n为奇数时,中间两项的二项式系数相等并同时取最大值。
•二项式定理的特别提醒:①的二项展开式中有(n+1)项,比二项式的次数大1.②二项式系数都是组合数,它与二项展开式的系数是两个不同的概念,在实际应用中应注意区别“二项式系数”与“二项展开式的系数”。
③二项式定理形式上的特点:在排列方式上,按照字母a的降幂排列,从第一项起,a的次数由n逐项减小1,直到0,同时字母6按升幂排列,次数由0逐项增加1,直到n,并且形式不能乱.④二项式定理中的字母a,b是不能交换的,即与的展开式是有区别的,二者的展开式中的项的排列次序是不同的,注意不要混淆.⑤二项式定理表示一个恒等式,对于任意的实数a,b,该等式都成立,因而,对a,b取不同的特殊值,可以对某些问题的求解提供方便,二项式定理通常有如下两种情形:⑥对二项式定理还可以逆用,即可用于式子的化简。
二项式定理常见的利用:方法1:利用二项式证明有关不等式证明有关不等式的方法:(1)用二项式定理证明组合数不等式时,通常表现为二项式定理的正用或逆用,再结合不等式证明的方法进行论证.(2)运用时应注意巧妙地构造二项式.证明不等式时,应注意运用放缩法,即对结论不构成影响的若干项可以去掉.方法2:利用二项式定理证明整除问题或求余数:(1)利用二项式定理解决整除问题时,关键是要巧妙地构造二项式,其基本做法是: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.(2)用二项式定理处理整除问题时,通常把底数写成除数(或与除数密切相关的数)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)一、二项就可以了.(3)要注意余数的范围,为余数,b∈[0,r),r是除数,利用二项式定理展开变形后,若剩余部分是负数要注意转换.方法3:利用二项式进行近似解:当a的绝对值与1相比很少且n不大时,常用近似公式,因为这时展开式的后面部分很小,可以忽略不计,类似地,有但使用这两个公式时应注意a的条件以及对计算精确度的要求.要根据要求选取展开式中保留的项,以最后一项小数位超要求即可,少了不合要求,多了无用且增加麻烦.方法4:求展开式特定项:(1)求展开式中特定项主要是利用通项公式来求,以确定公式中r的取值或范围.(2)要正确区分二项式系数与展开式系数,对于(a-b)n数展开式中系数最大项问题可以转化为二项式系数的最大问题,要注意系数的正负.方法5:复制法利用复制法可以求二项式系数的和及特殊项系数等问题。
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通
项
Tr 1 C a
r n
n rbrFra bibliotek二、新课
(a+b)1=
2 (a+b)
a + b a2+2ab+b2 a3+3a2b+3ab2+b3
= =
(a+b)3=
4 (a+b)
a4+4a3b+6a2b2+4ab3+b4
a5+5a4b+10a3b2+10a2b3+5ab4+b5 a6+6a5b+15a4b2+20a3b3+15a2b4+6ab5+b6
C C C C 2 1
1 n 2 n 3 n n n n
这是组合总数公式.
性质4:在(a+b)n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. 0 2 1 3 即:cn cn cn cn
0 2 3 n n (1 1) n cn c1 c c ( 1 ) cn n n n 0 2 3 (cn cn ) (c1 c n n )
确定第几项。
3.(a+b)n展开式中第四项与第六项的系数相等,则n为 A A.8 B.9 C.10 D.11
4.二项式(1-x)4n+1的展开式系数最大的项是( A ) A.第2n+1项 B. 第2n+2项 C. 第2n项 D第2n+1项或2n+2项
5.若(a+b)n的展开式中,各项的二项式系数和为8192, 则n的值为 ( D ) A16 B.15 C.14 D.13
对称性 增减性与最大值 各二项式系数和
(3) 数学方法 : 赋值法 、递推法 二项展开式中的二项式系数都是一些特殊的 组合数,它有三条性质,要理解和掌握好,同时要 注意“系数”与“二项式系数”的区别,不能混淆, 只有二项式系数最大的才是中间项,而系数最大的 不一定是中间项,尤其要理解和掌握“取特值”法, 它是解决有关二项展开式系数的问题的重要手段。
6已知(2x+1)10=a0x10+ a1x9+ a2x8+……+a9x+ a10,
(1)求a0+ a1+ a2+…… +a9+ a10的值 (2)求a0+ a2+ a4+…… + a10的值
五、小结
(1)二项式系数的三个性质 ( 2) 数学思想:函数思想 a 图象、图表; b 单调性; c 最值。
例3、已知(1-2x)7= a0+ a1x + a2x2 + …+ a7x7 ,则
(1)a1+a2+a3+…+a7=_______ (2)a1+a3+a5+a7 =_________ 分析:求解二项式系数和时,灵活运用赋值 法可以使
问题简单化。通常选取赋值时取-1,1。
四、练习
1、在(a+b)20展开式中,与第五项二项式 系数相同的项是( C ). A.第15项 B.第16项 C.第17项 D.第18项 2、在(a+b)10展开式中,二项式系数最大 的项是( A ). A.第6项 B.第7项 C.第6项和第7项 D.第5项和第7项 注:此种类型的题目应该先找准r的值,然后再
1
r 1
C n … … Cn
r n 1
r
n 1
1
(a+b)n+1__ 1
…
C
… …
C
n n 1
1
(a+b)1 ___ (a+b)2 ___ (a+b)3 ___ (a+b)4 ___ (a+b)5 ___ (a+b)6 ___
1 1
1 2 1
1 3 3 1
1 4 6
4 1
1 6 1
1 5 10 10 5 1 6 15 20 15
C 可看成是以 r为自变量的函数 f(r),
当n= 6时,
6 1 O
其图象是7个孤立点
3 6 r
f(r) C 当n是偶数时,中间的一项 n f(r)
20
n 2
取得最大值 ; 35 当n是奇数时,中间的两项
30 和 相等,且同时取得 n 最大值。 n为偶数
C
n 1 2
C
n 1 2 n
n为奇数
二项式定理的性质
学海导航:了解杨辉三角,掌握二项式的
几个重要性质
复习回顾:
二项式定理及展开式:
(a b) C a C a b C a b C b (n N )
n 0 n n n n n *
1 n 1 n
r n r r n
二项式系数
C ( r 0,1, , n)
……
(a+b)n
___
1
……
1 C n … Cn
r 1
Cn … … C n
r
n1
1
n n 1
(a+b)n+1__
1
1 Cn1 …
…
C
r n 1
… …
C
1
杨辉三角
《 详 解 九 章 算 法 》 中 记 载 的 表
这样的二项 式系数表,早在我 国南宋数学家杨辉 1261 年所著的 《详解九章算法》 一书里就已经出现 了,在这本书里, 记载着类似左面的 表:
n k 1 n 1 1 k k 2 n 1
k
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,且中间项取 得最大值。
2
时,
(a b)展开式的二项式系数是
n
f(r)
C ,C ,C , ,C
r n
0 n
1 n
2 n
n n
从函数的角度看,
20 15
0, 其定义域是 1, 2, ,n
1 x 4 3 展开式中只有第10 x
n
n 解:依题意, n 为偶数,且 1 10, n 18 2
T5 T41 C ( x )
4 18
18 4
3060x
4
1 4 3 x
4
若将“只有第10项”改为“第10 项”呢?
15
20
6 1 O
n 1 2 2
n 1 2 2
10
n 2
n
r
O
n 2
n
性质3:各二项式系数的和
在二项式定理中,令 a b 1 ,则:
C C C C 2
0 n 1 n 2 n n n
n
n
(a b) 的展开式的各二项式系 这就是说, n 数的和等于: 2
同时由于C0 n 1,上式还可以写成:
(a+b)5=
6 (a+b)
=
(a+b)1 = 1a + 1b (a+b)2= 1a2+2ab+1b2 3 (a+b) = 1a3+3a2b+3ab2+1b3 (a+b)4= 1a4+4a3b+6a2b2+4ab3+1b4 5 (a+b) = 1a5+5a4b+10a3b2+10a2b3+5ab4+1b (a+b)6= 1a6+6a5b+15a4b2+20a3b3+15a2b4+6ab5 (a+b)7= ? (a+b)8= ? …… …… (a+b)n= ?
c c c c
0 n 2 n 1 n 3 n
三、例题 例1:求(1+2x)8 的展开式中二项式系数最大的项
解:已知二项式幂指数是偶数8,展开式共9项, 依二 项式系数性质
中间一项的二项式系数最大,则:
T5=C84(2x)4=70×16x4=1120x4
例2 已知
项系数最大,求第五项。
二项式系数的性质
性质1:对称性
C
m n
C
n m n
与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等
1 1 1 2 1
1
1 4
3 3
6 4
1
1
1
1
5 10 10 5 1
6 15 20 15 6
1
性质2:增减性与最大值 n(n 1)(n 2) (n k 1) k 由于:C n k (k 1)! k 1 n k 1 Cn k n k 1 k k 1 所以Cn 相对于Cn 的增减情况由 决定. 由: 可知,当 k
(a+b)1 ___ (a+b)2 ___ (a+b)3 ___ (a+b)4 ___ (a+b)5 ___ (a+b)6 ___
1 1 1 2 1 3 1 4 6 3 4 1 1 1 1 6 1
杨辉三角
1 5 10 10 5 1 6 15 20 15
……
(a+b)n
___
……
1 Cn … Cn
1 C n 1 …