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人教A版普通高中数学一轮复习第十章第二节二项式定理学案
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这是一份人教A版普通高中数学一轮复习第十章第二节二项式定理学案,共22页。学案主要包含了常用结论等内容,欢迎下载使用。
自查自测
知识点一 二项式定理
1.判断下列说法的正误,正确的打“√”,错误的打“×”.
1C105x5是(1+x)10二项展开式的第5项.( )
× 解析:C105x5是(1+x)10二项展开式的第6项.
(2)(a+b)n的展开式中某一项的二项式系数与a,b无关.( )
√ 解析:根据二项展开式中二项式系数的定义可知,此说法正确.
(3)(a+b)n的展开式中某项的系数是该项中非字母因数部分,包括符号等,与该项的二项式系数不同.( )
√ 解析:根据二项展开式中项的系数的定义可知,此说法正确.
2.在(x-y)n的二项展开式中,第m项的系数是( )
A.Cnm B.Cnm+1
C.Cnm−1 D.−1m−1Cnm−1
D 解析:在(x-y)n的二项展开式中,第m项为Tm=Cnm−1xn-m+1(-y)m-1,所以系数为Cnm−1(-1)m-1.
3.(教材改编题)在2x3+1x 6的展开式中,x6的系数是 .
160 解析:2x3+1x 6的展开式的通项为Tk+1=C6k(2x3)6-k1xk=C6k26-kx3(6-k)·x-k=C6k26-kx18-4k.令18-4k=6,得k=3,所以T4=C63×23×x6=160x6,所以x6的系数是160.
4.已知Cn0+2Cn1+22Cn2+23Cn3+…+2nCnn=243,则n= .
5 解析:逆用二项式定理得Cn0+2Cn1+22Cn2+23Cn3+…+2nCnn=(1+2)n=243,即3n=35,所以n=5.
核心回扣
1.二项式定理
(1)定理:(a+b)n=Cn0an+Cn1an−1b1+…+Cnkan−kbk+…+Cnnbn (n∈N*).
(2)通项:第k+1项为Tk+1=Cnkan−kbk.
(3)二项式系数:二项展开式中各项的二项式系数为Cnk(k=0,1,2,…,n).
2.二项展开式形式上的特点
(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0;字母b按升幂排列,从第一项起,次数由0逐项加1直到n.
注意点:
(a+b)n的展开式与(b+a)n的展开式的项完全相同,但对应的项不相同,而且两个展开式的通项不同.
自查自测
知识点二 二项式系数的性质
1.在1x−x10的展开式中,二项式系数最大的项是( )
A.第5项B.第6项
C.第7项D.第5或第7项
B 解析:在1x−x10的二项展开式中,第6项的二项式系数最大.故选B.
2.在二项式x2−2x n的展开式中,所有二项式系数的和是32,则展开式中各项系数的和为 .
-1 解析:由题意得2n=32,所以n=5.令x=1,得各项系数的和为(1-2)5=-1.
3.在(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)
-160 解析:在(2x-1)6的展开式中,二项式系数最大的项是第4项,系数是C6323(-1)3=-160.
核心回扣
1.二项式系数的性质
2.二项式系数和
(a+b)n展开式的各二项式系数和:Cn0+Cn1+Cn2+…+Cnn=2n.
【常用结论】
1.若二项展开式的通项为Tr+1=g(r)·xh(r)(r=0,1,2,…,n),g(r)≠0,则
(1)h(r)=0⇔Tr+1是常数项.(2)h(r)是非负整数⇔Tr+1是整式项.
(3)h(r)是负整数⇔Tr+1是分式项.(4)h(r)是整数⇔Tr+1是有理项.
2.奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和,即Cn0+Cn2+Cn4+…=Cn1+Cn3+Cn5+…=2n-1.
应用1 在x+2x3的展开式中,常数项为( )
A.1B.3
C.6D.12
C 解析:因为x+2x3的展开式的通项为Tk+1=C3k·x3−k2·2k·x-k=C3k·2k·x3−3k2.令3-3k=0,得k=1,所以常数项为T2=C31×21=6.故选C.
应用2 计算:C2n1+C32n+…+C2n2n−1= .
22n-1 解析:因为在二项展开式中,奇数项的二项式系数和等于偶数项的二项式系数和,所以C2n1+C2n3+…+C2n2n−1=22n2=22n-1.
通项公式及其应用
考向1 求二项展开式中的特定项
【例1】(1)(2024·烟台模拟)若二项式x+ax7的展开式中1x3的系数是84,则实数a=( )
A.2B.54
C.1D.24
B 解析:二项式x+ax7展开式的通项为Tk+1=C7kx7-kaxk=C7kakx7-2k.又展开式中1x3的系数是84,令7-2k=-3,得k=5,所以C75a5=84,解得a=54.故选B.
(2)已知x−24xn的展开式中第4项与第6项的二项式系数相等,写出展开式中的一个有理项 .
x4或1 120x或256x-2(写出其中一个即可) 解析:由题意知Cn3=Cn5,所以n=8,所以x−24x8的展开式的通项为Tk+1=C8k·(x)8-kx−24xk=C8k(-2)kx4-34k,0≤k≤8,k∈Z.若Tk+1为有理项,则4-34k∈Z,所以k=0,4,8,故展开式中所有的有理项为T1=C80(-2)0x4=x4,T5=C84(-2)4x4-34×4=1 120x,T9=C88(-2)8x4-34×8=256x-2.
求二项展开式中特定项的步骤
第一步,利用二项式定理写出二项展开式的通项Tk+1=Cnkan-kbk,把字母和系数分离开(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k;
第三步,把k代入通项中,即可求出Tk+1,有时还需要先求n,再求k,才能求出Tk+1或者其他量.
考向2 形如(a+b)n(c+d)m(m,n∈N*)的展开式
【例2】(1)(2022·新高考全国Ⅰ卷)1−yx·(x+y)8的展开式中x2y6的系数为 .(用数字作答)
-28 解析:因为1−yx(x+y)8=(x+y)8-yx(x+y)8,其中(x+y)8的展开式的通项为Tk+1=C8kx8-kyk,所以1−yx(x+y)8的展开式中含x2y6的项为C86x2y6-yxC85x3y5=-28x2y6,所以1−yx(x+y)8的展开式中x2y6的系数为-28.
(2)2x+1xx−1x6的展开式中x3的系数为 .(用数字作答)
24 解析:因为2x+1xx−1x6=2xx−1x6+1xx−1x6,其中x−1x6展开式的通项为Tk+1=C6kx6-k−1xk=−1kC6kx6-2k(0≤k≤6且k∈N),所以2x+1xx−1x6的展开式中含x3的项为2x·−12C62x2+x-1·−11C61x4=24x3,所以2x+1xx−1x6的展开式中x3的系数为24.
求解形如(a+b)n(c+d)m的展开式问题的思路
(1)若n,m中一个比较小,可考虑把它展开,如(a+b)2(c+d)m=(a2+2ab+b2)(c+d)m,然后展开分别求解.
(2)观察(a+b)n(c+d)m是否可以合并,如(1+x)5·(1-x)7=[(1+x)(1-x)]5(1-x)2=(1-x2)5·(1-x)2.
(3)分别得到(a+b)n,(c+d)m的通项,综合考虑.
考向3 形如(a+b+c)n(n∈N*)的展开式
【例3】(2024·烟台模拟)在(x2-2x+y)6的展开式中,含x5y2项的系数为( )
A.-480B.480
C.-240D.240
A 解析:把(x2-2x+y)6看成是6个(x2-2x+y)相乘,要得到x5y2,则对于这6个因式,2个因式取y,1个因式取x2,3个因式取-2x,此时x5y2的系数为C62C41C33·(-2)3=-480,所以x5y2的系数为-480.故选A.
求三项展开式中某些特定项的系数的方法
(1)通过变形先把三项式转化为二项式,再用二项式定理求解.
(2)两次利用二项式定理的通项求解.
(3)由二项式定理的推证方法知,可用排列、组合的基本原理去求,即把三项式看作几个因式之积,看有多少种方法从这几个因式中取得特定项.
1.在(2x-y+z)7的展开式中,令x3y2z2的项的系数为( )
A.1 680B.210
C.-210D.-1 680
A 解析:相当于在7个因式中有3个因式选2x,有C73种选法,余下的4个因式中有2个因式选-y,有C42种选法,最后余下2个因式选z,把所选式子相乘即可,而C73(2x)3·C42(-y)2·C22z2=1 680x3y2z2,所以含x3y2z2的项的系数为1 680.
2.在x−2x13的展开式中,含x2的项的系数是 .(用数字作答)
-2 288 解析:因为x−2x13的展开式的通项为Tk+1=C13k(-2)kx13−3k2,令13−3k2=2,得k=3,所以−8C133·x2=-2 288x2,即含x2的项的系数是-2 288.
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= .
25 解析:(ax+1)6的展开式中含x2项的系数为C64a2,含x项的系数为C65a,由(x-1)(ax+1)6的展开式中含x2项的系数为0,可得−C64a2+C65a=0.因为a为正实数,所以15a=6,解得a=25.
二项式系数与项的系数问题
考向1 二项式系数与项的系数的最值问题
【例4】已知3x+123xn的展开式中,前三项的系数成等差数列.
(1)求展开式中二项式系数最大的项;
(2)求展开式中系数最大的项.
解:(1)3x+123xn的展开式的通项为Tk+1=Cnk(3x)n-k123xk=Cnk12kxn−2k3
.因为展开式中前三项的系数成等差数列,所以2Cn1·12=Cn0·120+Cn2·14,即n=1+nn−18,整理得n2-9n+8=0,解得n=8或n=1.又因为n≥2,所以n=8,所以第5项的二项式系数最大,所以二项式系数最大的项为T5=C84124x8−83=358.
(2)由(1)得展开式中项的系数为C8k12k,
令C8k12k≥C8k+112k+1,C8k12k≥C8k+112k−1,
得2×8!k!8−k!≥8!k+1!7−k!,8!k!8−k!≥2×8!k−1!9−k!,
整理得2k+2≥8−k,9−k≥2k,解得2≤k≤3.因为k∈N,所以当k=2或k=3时项的系数最大.因此,展开式中系数最大的项为T3=C82122 x43=7 x43和T4=C83123 x23=7 x23.
1.二项式系数最大项的确定方法
当n为偶数时,展开式中第n2+1项的二项式系数最大,最大值为Cnn2;当n为奇数时,展开式中第n+12项和第n+32项的二项式系数最大,最大值为C n−1n2或C nn+12.
2.二项展开式中系数最大项的求法
求(a+bx)n(a,b∈R)的展开式中系数最大的项,一般是采用待定系数法.设展开式中各项的系数分别为A1,A2,…,An+1,且第k项系数最大,应用Ak≥Ak−1,Ak≥Ak+1,解出k即可.
考向2 二项式系数与项的系数的和
【例5】(1)(2024·咸阳模拟)已知ax+1x2n的展开式的二项式系数和为64,各项系数和为729,则其展开式的常数项为 .
240或3 840 解析:由于ax+1x2n的展开式的二项式系数和为64,即Cn0+Cn1+…+Cnn=2n=64,解得n=6.
又由于ax+1x26的展开式的各项系数和为729,则令x=1,得(a+1)6=729,解得a=2或a=-4.ax+1x26的展开式的通项为Tk+1=C6k(ax)6-k·1x2k=a6−kC6kx6-3k.令6-3k=0,解得k=2,所以展开式的常数项为a4·C62,故当a=2时,a4·C62=240,当a=-4时,a4·C62=3 840.
(2)已知(1-2x)7=a0+a1x+a2x2+…+a7x7.
求:①a1+a2+…+a7;
②a1+a3+a5+a7;
③a0+a2+a4+a6;
④|a0|+|a1|+|a2|+…+|a7|.
解:令x=1,则a0+a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7=-1(ⅰ).
令x=-1,则a0-a1+a2-a3+a4-a5+a6-a7=37(ⅱ).
①令x=0,得a0=(1-0)7=1,所以a1+a2+a3+…+a7=-2.
②((ⅰ)-(ⅱ))÷2,得a1+a3+a5+a7=−1−372=-1 094.
③((ⅰ)+(ⅱ))÷2,得a0+a2+a4+a6=−1+372=1 093.
④(方法一)因为在(1-2x)7的展开式中,a0,a2,a4,a6大于零,而a1,a3,a5,a7小于零,所以|a0|+|a1|+|a2|+…+|a7|=(a0+a2+a4+a6)-(a1+a3+a5+a7)=1 093-(-1 094)=2 187.
(方法二)|a0|+|a1|+|a2|+…+|a7|即为(1+2x)7展开式中各项的系数和,令x=1,则|a0|+|a1|+|a2|+…+|a7|=37=2 187.
[变式1] 本例(2)条件不变,求a0-a12+a222-a323+…-a727.
解:当x=-12时,a0-a12+a222-a323+…-a727=1−2×−127=128.
[变式2] 本例(2)条件不变,求a1+2a2+3a3+…+7a7.
解:令f(x)=(1-2x)7=a0+a1x+a2x2+…+a7x7,
则f′(x)=7×(1-2x)6×(-2)=-14×(2x-1)6=a1+2a2x+3a3x2+…+7a7x6,
令x=1,则f′(1)=-14×(2-1)6=a1+2a2+3a3+…+7a7,
所以a1+2a2+3a3+…+7a7=-14.
1.关于二项式系数和的两个结论
(1)二项展开式的二项式系数和为2n.
(2)奇数项与偶数项二项式系数和相等且为2n-1.
2.求二项展开式系数和的常用方法
(1)“赋值法”普遍适用于恒等式,对形如(ax+b)n,(ax2+bx+c)m(a,b∈R)的式子,求其展开式的各项系数之和,常用赋值法,只需令x=1即可;对形如(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)一般地,若f(x)=a0+a1x+a2x2+…+anxn,则f(x)的展开式中各项系数之和为f(1),奇数项系数之和为a0+a2+a4+…=f1+f−12,偶数项系数之和为a1+a3+a5+…=f1−f−12.
1.在x−1xn的展开式中,只有第5项的二项式系数最大,则展开式中系数最小的项的系数为( )
A.-126B.-70
C.-56D.-28
C 解析:因为只有第5项的二项式系数最大,所以n=8,x−1x8的展开式的通项为Tk+1=−1kC8kx8-32k(k=0,1,2,…,8),所以展开式中奇数项的二项式系数与相应奇数项的系数相等,偶数项的二项式系数与相应偶数项的系数互为相反数.而展开式中只有第5项的二项式系数最大,因此展开式中第4项和第6项的系数相等且最小,为−13C83=-56.
2.在(2x-3y)10的展开式中,求:
(1)二项式系数的和;
(2)各项系数的和;
(3)奇数项的二项式系数和与偶数项的二项式系数和;
(4)奇数项系数和与偶数项系数和.
解:(1)二项式系数的和为C100+C101+C102+…+C1010=210.
(2)令x=y=1,各项系数和为(2-3)10=(-1)10=1.
(3)奇数项的二项式系数和为C100+C102+…+C1010=29,偶数项的二项式系数和为C101+C103+…+C109=29.
(4)设(2x-3y)10=a0x10+a1x9y+a2x8y2+…+a10y10,
令x=y=1,得a0+a1+a2+…+a10=1①,
令x=1,y=-1(或x=-1,y=1),得a0-a1+a2-a3+…+a10=510②,
①+②,得2(a0+a2+a4+…+a10)=1+510,所以奇数项系数和为1+5102;
①-②,得2(a1+a3+a5+…+a9)=1-510,所以偶数项系数和为1−5102.
二项式定理的综合应用
【例6】(1)利用二项式定理计算1.056,则其结果精确到0.01的近似值是( )
A.1.23B.1.24
C.1.33D.1.34
D 解析:1.056=(1+0.05)6=C60+C61×0.05+C62×0.052+C63×0.053+…+C66×0.056=1+0.3+0.037 5+0.002 5+…+0.056≈1.34.
(2)(多选题)(2024·无锡模拟)若f(x)=x5-5x4+10x3-10x2+5x-1,则( )
A.f(x)可以被(x-1)3整除
B.f(x+y+1)可以被(x+y)4整除
C.f(30)被27除的余数为6
D.f(29)的个位数为6
AB 解析:因为f(x)=x5-5x4+10x3-10x2+5x-1=(x-1)5,
所以f(x)可以被(x-1)3整除,故A正确;
因为f(x+y+1)=(x+y)5,
所以f(x+y+1)可以被(x+y)4整除,故B正确;
因为f(30)=(30-1)5=(27+2)5=C50×275+C51×274×2+…+C54×27×24+C55×25= C50×275+C51×274×2+…+C54×27×24+27+5,
所以f(30)被27除的余数为5,故C错误;
因为f(29)=(29-1)5=(30-2)5=C50×305+C51×304×−2+…+C54×30×−24+C55×(-2)5=C50×305+C51×304×−2+…+C54×30×(-2)4-32,
所以个位数为10-2=8,故D错误.故选AB.
二项式定理应用的题型及解法
(1)在证明整除问题或求余数问题时要进行合理的变形,使被除式(数)展开后的每一项都含有除式(数)的因式.
(2)二项式定理的一个重要用途是做近似计算:当n不是很大,|x|比较小时,(1+x)n≈1+nx.
(多选题)设a∈N,且0≤a<26 ,若5120+a 能被13整除,则a 的值可以为( )
A.0B.11
C.12D.25
CD 解析:5120+a=(52-1)20+a=C200×5220×−10+C201×5219×−11+C202×5218×−12+…+C2019×521×−119+C2020×(-1)20+a,
又52能被13整除,所以需使C2020×(-1)20+a 能被13整除,即1+a 能被13整除,
所以1+a=13k,k∈Z.
又0≤a<26,且a∈N,所以a=12或a=25.故选CD.
[试题呈现]
4x+1x+45 的展开式中含x-3 的项的系数为( )
A.-1B.180
C.-11 520D.11 520
[四字程序]
[一题多解]
思路参考:将4x+1x+4通分并适当变形,将其化为可以应用二项式定理的形式.
B 解析:4x+1x+45=4x2+1+4xx5=2x+12x5=2x+110x5,(2x+1)10的展开式的通项为Sk+1=C10k(2x)10-k=210−kC10kx10-k,k=0,1,2,…,10.
4x+1x+45 的展开式的通项为Tk+1=Sk+1·x-5=210−kC10kx5-k,k=0,1,2,…,10.
令5-k=-3,则k=8,
故4x+1x+45 的展开式中含x-3 的项为T9=22C108x-3 =180x-3,该项的系数为180.
思路参考:将4x+1x+4化为完全平方形式,再利用二项式定理.
B 解析:4x+1x+45=2x+1x25=2x+1x10,
2x+1x10的通项为Tk+1=C10k(2x)10-k1xk=C10k210-kx5-k2x-k2=C10k210-kx5-k,
令5-k=-3,得k=8,
故4x+1x+45的展开式中含x-3的项为T9=C108210-8x-3=180x-3.
即该项的系数为180.
思路参考:将“4x+1x”看作(a+b)n中的“a”,“4”看作(a+b)n中的“b”,解答本题.
B 解析:4x+1x+45 的展开式的通项为Tk+1=C5k×4x+1x5-k×4k,k=0,1,2,…,5,4x+1x5-k的展开式的通项为Tm+1=C5−km·(4x)5-k-m1xm=C5−km45-k-mx5-k-2m,m=0,1,…,5-k.
令5-k-2m=-3,则5-k=2m-3.
又m≤5-k,所以2m-3≥m,所以5≥m≥3.
当m=3时,k=2,含x-3的项为C52×42×C33×45-2-3x-3=160x-3;
当m=4时,k=0,含x-3的项为C50×40×C54×45-0-4x-3=20x-3;
当m=5时,k=-2 (舍去).
所以展开式中含x-3的项的系数为160+20=180.
思路参考:即把三项式看作几个因式之积,要得到特定项看有多少种方法从这几个因式中取因式中的量.
B 解析:根据题意,要得到含x-3 的项,相当于5个因式中有3个取1x,2个取4,或者有4个取1x,1个取4x,故4x+1x+45 的展开式中含x-3 的项为C53×1x3×42+C541x4×(4x)=180x-3,即4x+1x+45 的展开式中含x-3 的项的系数为180.
课时质量评价(六十二)
1.(2024·开封模拟)1x−2x6展开式中的常数项是( )
A.-160B.-20
C.20D.160
A 解析:1x−2x6展开式的通项公式为Tk+1=C6kx-(6-k)·(-2x)k=−2kC6kx2k-6,
令2k-6=0,解得k=3,
故1x−2x6展开式中的常数项为−8×C63=-160.故选A.
2.(1+x)2+(1+x)3+…+(1+x)9的展开式中x2的系数是( )
A.45B.84
C.120D.210
C 解析:(1+x)2+(1+x)3+…+(1+x)9的展开式中,含x2项的系数为C22+C32+C42+…+C92=C103=120.故选C.
3.0.996的计算结果精确到0.001的近似值是( )
A.0.940B.0.941
C.0.942D.0.943
B 解析:0.996=(1-0.01)6=C60×1−C61×0.01+C62×0.012−C63×0.013+…+C66×0.016=1-0.06+0.001 5-0.000 02+…+0.016≈0.941.
4.(多选题)已知41x+3x2n展开式中的第三项的系数为45,则( )
A.n=9
B.展开式中所有系数的和为1 024
C.二项式系数最大的项为中间项
D.含x3的项是第7项
BCD 解析:41x+3x2n展开式的第三项为T3=Cn241xn−2(3x2)2=Cn2x2−n4·x43=Cn2x22−3n12,所以第三项的系数为Cn2=45,所以n=10,故A错误;
在41x+3x210中,令x=1,得展开式中所有系数的和为210=1 024,故B正确;
展开式总共有11项,则二项式系数最大的项为中间项,故C正确;
41x+3x210的通项公式为Tk+1=C10k·41x10−k(3x2)k=C10kxk−104·x2k3=C10kx11k−3012,
令11k−3012=3,解得k=6,所以含x3的项是第7项,故D正确.故选BCD.
5.在2x3−1x 6的展开式中,x2的系数是 .
60 解析:二项式2x3−1x 6展开式的通项公式为Tk+1=C6k(2x3)6-k−1xk=(-1)k26-k·C6kx18-4k,令18-4k=2,解得k=4,所以x2的系数为−14×22×C64=60.
6.(2022·浙江卷)已知多项式(x+2)·(x-1)4=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,则a2= ,a1+a2+a3+a4+a5= .
8 -2 解析:含x2的项为x·C43·x·(-1)3+2·C42·x2·(-1)2=-4x2+12x2=8x2,故a2=8;令x=0,得2=a0,令x=1,得0=a0+a1+a2+a3+a4+a5,所以a1+a2+a3+a4+a5=-2.
7.已知①展开式中的所有项的系数之和与二项式系数之和的比为243∶32;②展开式中的前三项的二项式系数之和为16,在这两个条件中任选一个条件,补充在下面问题中的横线上,并完成解答.
问题:已知二项式2x2+1x n, .
(1)求展开式中的二项式系数最大的项;
(2)求展开式中的系数最大的项.
注:如果选择多个条件分别作答,按第一个解答计分.
解:(1)选①:令x=1,得所有项的系数和为3n,又二项式系数和为2n,所以3n∶2n=243∶32,解得n=5.
选②:由题意得Cn0+Cn1+Cn2=16,化简得n2+n-30=0,解得n=5(n=-6舍).
由上述可知展开式中的二项式系数最大的项为第三、四项.
因为Tk+1=C5k(2x2)5-k1xk=C5k25-kx10-3k,
所以T3=C5225-2x10-6=80x4, T4=C5325-3x10-9=40x.
(2)(方法一)由(1)知,2x2+1x 5展开式中的系数依次为C5025,C5124,C5223,C5322,C5421,C5520,其中系数最大的项为T2和T3,T2=C5125-1x10-3=80x7,T3=C5225-2x10-6=80x4.
(方法二)设展开式中的系数最大的项为Tk+1,则Tk+1≥Tk+2,Tk+1≥Tk,所以C5k25−k≥C5k+125−k+1,C5k25−k≥C5k−125−k−1,
解得1≤k≤2.
因为k∈N*,所以k=1或k=2,所以系数最大的项为T2和T3,T2=C5125-1x10-3=80x7,T3=C5225-2x10-6=80x4.
8.已知(1-2x)2 024=a0+a1x+a2x2+…+a2 024x2 024.
(1)求展开式中所有奇次项系数的和;
(2)求展开式中所有偶次项系数的和;
(3)求a12+a222+a323+…+a2 02422 024的值.
解:(1)当x=1时,有a0+a1+a2+…+a2 024=1①,
当x=-1时,有a0-a1+a2-a3+…-a2 023+a2 024=32 024②,
令(①-②)÷2,得a1+a3+a5+…+a2 023=1−32 0242.
(2)由(1)知,
令(①+②)÷2,得a0+a2+a4+…+a2 024=32 024+12.
(3)令x=12,得a0+a12+a222+a323+…+a2 02422 024=0,
令x=0,得a0=1,
所以a12+a222+a323+…+a2 02422 024=-1.
9.设复数x=2i1−i(i是虚数单位),则C2 0241x+C2 0242x2+C2 0243x3+…+C2 0242 024x2 024=( )
A.0B.-2
C.-1+iD.-1-i
A 解析:x=2i1−i=2i1+i1−i1+i=-1+i,由于C2 0241x+C2 0242x2+C2 0243x3+…+C2 0242 024x2 024=(1+x)2 024-1=i2 024-1=1-1=0.
10.(数学与文化)在中国南北朝时期的著作《孙子算经》中,对同余除法有较深的研究.设a,b,m(m>0)为整数,若a和b被m除得的余数相同,则称a和b对模m同余,记为a≡b(md m).若a=C200+C201×3+C202×32+…+C2020×320,a≡b(md 5),则b的值可以是( )
A.2 004B.2 005
C.2 025D.2 026
D 解析:若a=C200+C201×3+C202×32+…+C2020×320 ,由二项式定理,得a=(1+3)20=420=(5-1)20 ,则a=C200×520−C201×519+…−C2019×5+C2020.因为C200×520−C201×519+…−C2019×5能被5整除,所以a除以5余C2020=1.又因为a≡b(md 5),选项中只有2 026除以5余1.故选D.
11.(多选题)关于多项式x+1x−24的展开式,下列结论中正确的有( )
A.各项系数之和为0
B.各项系数的绝对值之和为256
C.存在常数项
D.含x的项的系数为-40
ABC 解析:对于A,将x=1代入多项式,可得各项系数和为(1+1-2)4=0,故A正确.对于B,取多项式x+1x+24,将x=1代入多项式可得(1+1+2)4=256,所以原多项式各项系数的绝对值之和为256,故B正确.对于C,多项式可化为x+1x−24,则展开式的通项公式为Tk+1=C4kx+1x4-k(-2)k.当4-k=0,2,4,即k=4,2,0时,x+1x4-k有常数项,即x+1x−24有常数项,且当k=0时,常数项为C40C42=6;当k=2时,常数项为C42×2×(-2)2=48;当k=4时,常数项为(-2)4=16,故原多项式的展开式的常数项为6+48+16=70,故C正确.对于D,当k=1时,展开式中含x的项为C41C31x×(-2)1=-24x;当k=3时,含x的项为C43x×(-2)3=-32x,故原多项式的展开式中含x的项的系数为-56,故D错误.故选ABC.
12.若(x2-a)x+1x10的展开式中x6的系数为30,则a= ,展开式中的常数项为 .
2 -294 解析:x+1x10的展开式的通项公式为Tk+1=C10kx10-k1xk=C10kx10-2k,令10-2k=4,解得k=3,所以x4的系数为C103;令10-2k=6,解得k=2,所以x6的系数为C102,所以(x2-a)x+1x10的展开式中x6的系数为C103−aC102=30,解得a=2.
展开式中的常数项为x2·C106x−2−2C105x0=-294.
13.(2024·泰安模拟)若(3x-4)5=a0+a1(x-1)+…+a5(x-1)5,则a1+2a2+3a3+4a4+5a5= .
240 解析:已知(3x-4)5=a0+a1(x-1)+…+a5(x-1)5,对式子两边同时求导,
得15(3x-4)4=a1+2a2(x-1)+3a3(x-1)2+…+5a5(x-1)4,
令x=2,得15×(3×2-4)4=a1+2a2+…+5a5=240.
14.已知(1+2x)n展开式的二项式系数和为128,且(1+2x)n=a0+a1(x+1)+a2(x+1)2+…+an(x+1)n.
(1)求a2的值;
(2)求a1+a2+a3+…+an的值.
解:(1)由(1+2x)n展开式的二项式系数和为128,
可得2n=128=27,即n=7.
由(1+2x)7=[2(x+1)-1]7=C702x+17+C712x+16−11+…+C762x+1−16+C77(-1)7,
得a2=C75(-1)522=-84.
(2)令x+1=0,即x=-1,得a0=-1,
令x+1=1,即x=0,得a0+a1+a2+…+a7=1,
所以a1+a2+…+a7=2.
15.已知12+2xn.
(1)若展开式中第5项、第6项与第7项的二项式系数成等差数列,求展开式中二项式系数最大的项的系数;
(2)若展开式中前三项的二项式系数和等于79,求展开式中系数最大的项.
解:(1)由Cn4+Cn6=2Cn5,
整理得n2-21n+98=0,所以n=7或n=14.
当n=7时,展开式中二项式系数最大的项是T4和T5,
所以T4的系数为C73·124·23=352,
T5的系数为C74·123·24=70.
当n=14时,展开式中二项式系数最大的项是T8,
所以T8的系数为C147·127·27=3 432.
(2)由Cn0+Cn1+Cn2=79,整理得n2+n-156=0,解得n=12或n=-13(舍去).
设第k+1项的系数最大,
因为12+2x12=1212(1+4x)12,
所以C12k4k≥C12k−14k−1,C12k4k≥C12k+14k+1,解得9.4≤k≤10.4.
又k∈N*,所以k=10.
所以展开式中系数最大的项为第11项,T11=C1210·122·210·x10=16 896x10.
读
展开式中含x-3 的项的系数
想
将三项式转化为二项式积的形式,展开式的通项
算
4x+1x+4进行通分、因式分解;求出有关二项展开式的通项
思
转化与化归,即将三项式转化为二项式积的形式;回归本质,从两个计数原理及排列组合的基本原理角度思考
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