二项式系数
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第二节 二项式定理
1.二项式定理:
(1)(a +b )n =C 0n a n +C 1n a n -1b +…+C r n a n -r b r +…+C n n b n .
(2)通项公式:
T r +1=C r n a n -r b r (r =0,1,2,…,n )为展开式第r +1
项.
(3)展开式的特点:
共有n +1项;第r +1项的二项式系数为C r n ;
2.二项式系数的性质:
(1) C r n =C n -r n .
(2)若n 为偶数,中间一项n 2+1的二项式系数最大; 若n 奇数,中间两项n +12、n +12+1的二项式
系数相等并且最大.
(3) C 0n +C 1n +C 2n +…+C n n =2n .
(4) C 1n +C 3n +C 5n ……=C 0n +C 2n +C 4n +……=2
n -1. 3.二项式中的最值问题
求(a +bx )n 展开式中系数最大的项,通常用
待定系数法,设展开式各项系数分别为A 1,A 2,…,A n +1设第r +1项系数最大,则⎩⎪⎨⎪⎧ A r +1≥A r ,A r +1≥A r +2.
4.二项式定理的主要应用
(1)赋值求值;
(2)证明某些整除问题或求余数;
(3)证明有关等式与不等式;
(4)进行近似计算.
例1.(1)求1231393n n n n n n C C C C -++++的值。
(2)
求81
-展开式中含x 项的系数为? (3)
求81-
展开式中所有x 的有理项。
练习1: (1+x 3)(x +1x 2)6展开式中的常数项为_____. 例2.已知(x +2x 2)n (n ∈N *)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和及二项式系数和;
(3)求展开式中系数最大的项和二项式系数最大的项.
例3.已知(3x -1)7=a 0x 7+a 1x 6+…+a 6x +a 7.
(1)求a 0+a 1+a 2+…+a 7的值;
(2)求|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 7|的
值;
(3)求a 1+a 3+a 5+a 7的值.
解析(1)令x=1,得a0+a1…+a7
=(3×1-1)7=27=128.
(2)易知a1,a3,a5,a7为负值,
|a0|+|a1|+|a2|+…+|a7|
=a0-a1+a2-…-a7
=-(-a0+a1-a2+…+a7)
-[3×(-1)-1]7=47.
(3)令f(x)=(3x-1)7,则
f(1)=a0+a1+a2+a3+…+a7,
f(-1)=-a0+a1-a2+…+a7.
∴2(a1+a3+a5+a7)
=f(1)+f(-1)=27-47.
∴a1+a3+a5+a7=26-213=-8128.
题型五整除与余数问题
例5(1)求证:1+2+22+…+25n-1能被31整除(n∈N*);
(2)求S=C127+C227+…+C2727除以9的余数.
分析将已知的式子适当整理化简,再根据题目的要求选择合适的解法.
解析(1)证明:∵1+2+22+…+25n-1
=25n-1
2-1
=25n-1=32n-1=(31+1)n-1
=C0n×31n+C1n×31n-2+…+C n-1
n
×31+
C n n-1
=31(C0n×31n-1+C1n×31n-1+…+C n-1
n
),显然上式括号内为整数.
∴原式能被31整除.
(2)S=C127+C227+…+C2727=227-1
=89-1=(9-1)9-1
=C09×99-C19×98+…+C89×9-C99-1
=9(C09×98-C19×97+…+C89)-2
=9(C09×98-C19×97+…+C89-1)+7.
显然上式括号内的数是正整数.
故S被9除的余数为7.
点评有关整除性问题是二项式定理的应用之一,其关键在于如何把问题转化为一个二项式,注意结合二项式的展开式和整除的有关性质解决问题.
变式迁移5
求1090除以7的余数.
解析解法一:1090=10045=(98+2)45
它的展开式中除末项外,均能被7整除,其末项为:
245=815=(7+1)15
其展开式除末项外,均能被7整除,末项为1,所以1090除以7余1.
解法二:1090=100030=(143×7-1)30.
它的展开式中除末项外,均能被7整除,其末项为1,故余数为1.
题型六证明不等式
例6求证:2≤(1+1
n
)n<3(n∈N*).
证明当n=1时,(1+1
n
)n=2.
当n≥2时,
(1+1
n
)n=1+C1n·
1
n
+C2n(
1
n
)2+…+C n n
(1
n )n=1+1+C2n·
1
n2
+…+C n n·
1
n n
>2.
又C k n·
1
n k
=
n n-1…n-k+1
k!n k
≤
1 k!
,