人教A版 (2019)选择性必修 第三册6.3 二项式定理评课ppt课件
展开探究! 我们知道 (a+b)2=a2+2ab+b2, (a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3,(1)观察以上展开式, 分析其运算过程, 你能发现什么规律?(2)根据你发现的规律,你能写出(a+b)4的展开式吗?(3)进一步地,你能写出(a+b)n的展开式吗?
我们先来分析(a+b)2的展开过程,根据多项式乘法法则,
(a+b)2=(a+b)(a+b)
=a×a+a×b+b×a+b×b
可以看到,(a+b)2 是2个 (a+b) 相乘,只要从一个(a+b) 中选一项(选a或b),再从另一个(a+b)中选一项(选a或b),就得到展开式的一项.
下面我们再来分析一下形如a2-kbk的同类项的个数 .
当k=0时, a2-kbk= a2, 这是由2个(a+b)中都不选b得到的,因此,a2出现的次数相当于从2个(a+b)中取0个b (都取a)的组合数C20 , 即a2只有1个 .
当k=1时, a2-kbk= ab, 是由1个(a+b)中选a, 另1个(a+b)中选b得到的 . 由于b选定后,a的选法也随之确定,因此,ab出现的次数相当于从2个(a+b)中取1个b的组合数C21,即ab共有2个 .
(a+b)2的展开式每一项都是a2-kbk (k=0, 1, 2)的形式 .
当k=0时, a2-kbk= a2, a2出现的次数为组合数C20 , 即a2只有1个 .
当k=1时, a2-kbk= ab, ab出现的次数为组合数C21,即ab共有2个 .
当k=2时, a2-kbk= b2, 是由2个(a+b)中都选b得到的,因此, b2出现的次数相当于从2个(a+b)中取2个b的组合数C22, 因此b2只有1个 .
(a+b)2 =C20 a2 + C21 ab+ C22 b2.
思考? 仿照上述过程, 你能利用计数原理, 写出(a+b)3,(a+b)4的展开式 吗?
① 项a3-kbk:(k=0, 1, 2, 3)
(1) 3个括号中都不取b(全都取a)得:C30 a3;
(2) 3个括号中有1个取b,剩下的2个都取a得:C31a2b;
(4)3个括号中全都取b得: C33b3.
(3) 3个括号中有2个都取b,剩下的1个取a得:C32ab2 ;
a4 a3b a2b2 ab3 b4
(a+b)4= (a+b) (a+b) (a+b) (a+b)
(a+b)4=C40a4 +C41a3b +C42a2b2 +C43ab3 +C44b4
由于(a+b)n是n个(a+b)相乘,每个(a+b)在相乘时有两种选择,选a或选b,而且每个(a+b)中的a或b都选定后,才能得到展开的一项.
对于某个k (k∈{0, 1, 2, …, n }), 对应的项an-kbk是由n-k个(a+b)中选a,k个(a+b)中选b得到的.
因此, 由分步乘法计数原理, 在合并同类项之前, (a+b)n的展开式共有2n项, 而且每一项都是an-kbk (k=0,1,2,…,n)的形式 .
从上述对具体问题的分析得到启发, 对于任意正整数n,我们有如下猜想:
下面我们对上述猜想的正确性予以说明.
由于b选定后, a的选法也随之确定, 因此, an-kbk出现的次数相当于从n个(a+b)中取k个b的组合数Cnk .
这样,(a+b)n的展开式中,an-kbk共有Cnk个,将它们合并同类项,就可以得到二项展开式:
因此, 由分步乘法计数原理, 在合并同类项之前, (a+b)n的展开式共有2n项, 而且每一项都是an-kbk (k=0,1,2,…,n)的形式 .
在二项式定理中,若设a=1 , b=x ,则得到公式:
式中的an-kbk叫做二项展开式的通项,用Tk+1表示,即通项为展开式的第k+1项:
Tk+1=Cnkan-kbk.
例2 (1)求(1+2x)7的展开式的第4项的系数;
解:(1) (1+2x)7的展开式的第4项是
因此,展开式第4项的系数是280.
T3+1=C73·17-3· (2x)3
T4=35× 23× x3
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