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第10章 第2节 二项式定理教案
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这是一份第10章 第2节 二项式定理教案,共12页。教案主要包含了教材概念·结论·性质重现,基本技能·思想·活动体验等内容,欢迎下载使用。
一、教材概念·结论·性质重现
1.二项式定理
(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.
2.二项式系数的性质
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.
二、基本技能·思想·活动体验
1.判断下列说法的正误,对的打“√”,错的打“×”.
(1)Ceq \\al(k,n)an-kbk是(a+b)n的展开式中的第k项.(×)
(2)二项展开式中,系数最大的项为中间一项或中间两项.(×)
(3)(a+b)n的展开式中某一项的二项式系数与a,b无关.(√)
(4)通项公式Tk+1=Ceq \\al(k,n)an-kbk中的a和b不能互换.(√)
(5)(a+b)n的展示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.(√)
2.(2020·海南中学高三模拟)已知(2x-a)6(a是常数)的展开式中含x3的项的系数为-160,则a=( )
A.1 B.-1 C.eq \f(1,2) D.-eq \f(1,2)
A 解析: 因为Tk+1=Ceq \\al(k,6)(2x)6-k(-a)k(k=0,…,6),
所以6-k=3,所以k=3,所以Ceq \\al(3,6)×23×(-a)3=-160,
解得a=1.故选A.
3.二项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)x-2y))eq \s\up8(5)的展开式中x3y2的系数是( )
A.5 B.-20 C.20 D.-5
A 解析:二项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)x-2y))eq \s\up8(5)的通项公式为Tk+1=Ceq \\al(k,5)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)x))eq \s\up8(5-k) (-2y)k.根据题意,得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(5-k=3,,k=2,))解得k=2.所以x3y2的系数是Ceq \\al(2,5)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up8(3)×(-2)2=5.故选A.
4.(2020·天津联考)已知eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\r(3,x)-\f(2a,x)))eq \s\up8(8)的展开式中常数项为112,则实数a的值为( )
A.±1 B.1 C.2 D.±2
A 解析:eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\r(3,x)-\f(2a,x)))eq \s\up8(8)展开式中的通项公式为 Tk+1=Ceq \\al(k,8)(eq \r(3,x))8-k·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(2a,x)))eq \s\up8(k)=Ceq \\al(k,8)(-2a)kx eq \s\up8(eq \f(8-k,3)-k).令eq \f(8-k,3)-k=0,求得k=2,所以它的展开式的常数项是Ceq \\al(2,8)(-2a)2.
再根据展开式中的常数项是112,可得Ceq \\al(2,8)(-2a)2=112,求得a=±1.故选A.
5.(x+1)5(x-2)的展开式中x2的系数为________.
-15 解析:(x+1)5(x-2)=x(x+1)5-2(x+1)5展开式中含有x2的项为-20x2+5x2=-15x2.故x2的系数为-15.
6.若(x-1)4=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4,则a0+a2+a4的值为________.
8 解析:令x=1,则a0+a1+a2+a3+a4=0.令x=-1,则a0-a1+a2-a3+a4=16,两式相加得a0+a2+a4=8.
考点1 二项展开式的通项公式及其应用——基础性
考向1 求二项展开式中的特定项
(1)(2020·全国卷Ⅲ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x2+\f(2,x)))eq \s\up8(6)的展开式中常数项是________(用数字作答).
240 解析:展开式的通项为Tk+1=Ceq \\al(k,6)(x2)6-k·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,x)))eq \s\up8(k)=2kCeq \\al(k,6)x12-3k.令12-3k=0,解得k=4,故常数项为24Ceq \\al(4,6)=240.
(2)(2019·浙江卷)在二项式(eq \r(2)+x)9的展开式中,常数项是________;系数为有理数的项的个数是________.
16eq \r(2) 5 解析:由题意,(eq \r(2)+x)9的通项公式为Tk+1=Ceq \\al(k,9)(eq \r(2))9-k·xk(k=0,1,2,…,9).当k=0时,可得常数项为T1=Ceq \\al(0,9)(eq \r(2))9=16eq \r(2).若展开式的系数为有理数,则k=1,3,5,7,9,有T2,T4,T6,T8,T10共5个.
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公式Tk+1=Ceq \\al(k,n)an-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代入通项公式中,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)m(c+d)n(m,n∈N*)的展开式
(1)(2020·全国卷Ⅰ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(y2,x)))(x+y)5的展开式中x3y3的系数为( )
A.5 B.10 C.15 D.20
C 解析:要求eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(y2,x)))(x+y)5的展开式中x3y3的系数,只要分别求出(x+y)5的展开式中x2y3和x4y的系数再相加即可.由二项式定理可得(x+y)5的展开式中x2y3的系数为Ceq \\al(3,5)=10,x4y的系数为Ceq \\al(1,5)=5,故eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(y2,x)))(x+y)5的展开式中x3y3的系数为10+5=15.故选C.
(2)(x2+1)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,\r(x))-2))eq \s\up8(5)的展开式的常数项是( )
A.5 B.-10 C.-32 D.-42
D 解析:eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,\r(x))-2))eq \s\up8(5)的通项公式为Ceq \\al(k,5)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,\r(x))))eq \s\up8(5-k)×(-2)k=Ceq \\al(k,5)×(-2)k×x eq \s\up8(eq \f(k-5,2)).令eq \f(k-5,2)=0,解得k=5;令eq \f(k-5,2)=-2,得k=1.
故(x2+1)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,\r(x))-2))eq \s\up8(5)的展开式的常数项是Ceq \\al(1,5)×(-2)+Ceq \\al(5,5)×(-2)5=-42.
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的通项公式,综合考虑.
考向3 形如(a+b+c)n(n∈N*)的展开式
(x2+x+y)5的展开式中,x5y2项的系数为( )
A.10 B.20 C.30 D.60
C 解析:(方法一)(x2+x+y)5=[(x2+x)+y]5,
含y2的项为T3=Ceq \\al(2,5)(x2+x)3y2.
其中(x2+x)3中含x5的项为Ceq \\al(1,3)x4·x=Ceq \\al(1,3)x5.
所以x5y2的系数为Ceq \\al(2,5)×Ceq \\al(1,3)=30.
(方法二)(x2+x+y)5表示5个x2+x+y之积,
所以x5y2可从其中5个因式中,2个取因式中的x2,剩余的3个因式中1个取x,2个因式取y,因此x5y2的系数为Ceq \\al(2,5)Ceq \\al(1,3)Ceq \\al(2,2)=30.
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公式求解.
(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,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.
1.(2020·海淀区高三一模)在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x)-2x))eq \s\up8(6)的展开式中,常数项为( )
A.-120 B.120 C.-160 D.160
C 解析:eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x)-2x))eq \s\up8(6)展开式的通项公式为Tk+1=(-1)k2kCeq \\al(k,6)x2k-6 .令2k-6=0,得k=3.
所以常数项为T3+1=(-1)323Ceq \\al(3,6)=-160.故选C.
2.(2019·烟台模拟)已知eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x3+\f(2,x)))eq \s\up8(n)的展开式的各项系数和为243,则展开式中x7的系数为( )
A.5 B.40 C.20 D.10
B 解析:由eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x3+\f(2,x)))eq \s\up8(n)的展开式的各项系数和为243,令x=1,得3n=243,即n=5,所以eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x3+\f(2,x)))eq \s\up8(n)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x3+\f(2,x)))eq \s\up8(5),则Tk+1=Ceq \\al(k,5)·(x3)5-k·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,x)))eq \s\up8(k)=2k·Ceq \\al(k,5)·x15-4k.令15-4k=7,得k=2,所以展开式中x7的系数为22×Ceq \\al(2,5)=40.
3.(2020·莱西一中、高密一中、枣庄三中高三联考)(1-x2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,x)))eq \s\up8(6)展开式中的常数项为( )
A.-35 B.-5 C.5 D.35
A 解析:(1-x2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,x)))eq \s\up8(6)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,x)))eq \s\up8(6)-x2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,x)))eq \s\up8(6),
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,x)))eq \s\up8(6),x2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,x)))eq \s\up8(6)的展开式的通项公式分别为Ceq \\al(k,6)·x6-k·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,x)))eq \s\up8(k),x2Ceq \\al(r,6)·x6-r·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,x)))eq \s\up8(r),即分别为Ceq \\al(k,6)·(-1)k·x6-2k,Ceq \\al(r,6)·(-1)r·x8-2r.
令eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(6-2k=0,,8-2r=0,))得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(k=3,,r=4.))因此,二项式(1-x2)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,x)))eq \s\up8(6)展开式中的常数项为-Ceq \\al(3,6)-Ceq \\al(4,6)=-35.故选A.
4.(2020·攀枝花市高三三模)(x2-x-2)3的展开式中,含x4的项的系数是( )
A.9 B.-9 C.3 D.-3
D 解析:因为(x2-x-2)3=(x-2)3(x+1)3,
所以含x4的项为Ceq \\al(0,3)x3·Ceq \\al(2,3)x+Ceq \\al(1,3)x2·(-2)·Ceq \\al(1,3)x2+Ceq \\al(2,3)x×(-2)2·Ceq \\al(0,3)x3=-3x4.故选D.
考点2 二项式系数与各项的系数和问题——基础性
(1)在二项式(1-2x)n的展开式中,偶数项的二项式系数之和为128,则展开式的中间项的系数为( )
A.-960 B.960 C.1 120 D.1 680
C 解析:根据题意,奇数项的二项式系数之和也应为128,所以在(1-2x)n的展开式中,二项式系数之和为256,即2n=256,解得n=8,则(1-2x)8的展开式的中间项为第5项,且T5=Ceq \\al(4,8)(-2)4x4=1 120x4,即展开式的中间项的系数为1 120.故选C.
(2)(2020·哈尔滨市第一中学高三一模)若(1-2x)8=a0+a1x+a2x2+…+a8x8,则|a0|+|a1|+|a2|+|a3|+…+|a8|=( )
A.28-1 B.28 C.38-1 D.38
D 解析:由题可知,x的奇数次幂的系数均为负数,所以|a0|+|a1|+|a2|+|a3|+…+|a8|=a0-a1+a2-a3+…+a8.
因为(1-2x)8=a0+a1x+a2x2+…+a8x8,
令x=-1得a0-a1+a2-a3+…+a8=38,
则|a0|+|a1|+|a2|+|a3|+…+|a8|=38.故选D.
(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,(ax2+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)若f(x)=a0+a1x+a2x2+…+anxn,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a0+a2+a4+…=eq \f(f(1)+f(-1),2);
③偶数项系数之和为a1+a3+a5+…=eq \f(f(1)-f(-1),2).
1.(2020·广西高三5月联考)若(a+x2)(1+x)n的展开式中各项系数之和为192,且常数项为2,则该展开式中x4的系数为( )
A.30 B.45 C.60 D.81
B 解析:令x=0,得a=2,所以(a+x2)(1+x)n=(2+x2)(1+x)n.令x=1,得3×2n=192,所以n=6.故该展开式中x4的系数为2Ceq \\al(4,6)+Ceq \\al(2,6)=45.
故选B.
2.(2020·大同一中高三一模)若a0+a1(2x-1)+a2(2x-1)2+a3(2x-1)3+a4(2x-1)4+a5(2x-1)5=x5,则a2的值为( )
A.eq \f(5,4) B.eq \f(5,8) C.eq \f(5,16) D.eq \f(5,32)
C 解析:因为x5=eq \f(1,32)[(2x-1)+1]5,所以二项式[(2x-1)+1]5的展开式的通项公式为Tk+1=Ceq \\al(k,5)·(2x-1)5-k×1k=Ceq \\al(k,5)·(2x-1)5-k.令k=3,所以T4=Ceq \\al(3,5)·(2x-1)2.因此有a2=eq \f(1,32)·Ceq \\al(3,5)=eq \f(1,32)·Ceq \\al(2,5)=eq \f(1,32)×eq \f(5×4,2)=eq \f(5,16).故选C.
3.(多选题)(2020·南京市高三开学考试)已知(2+x)(1-2x)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5+a6x6,则( )
A.a0的值为2
B.a5的值为16
C.a1+a2+a3+a4+a5+a6的值为-5
D.a1+a3+a5的值为120
ABC 解析:令x=0,得a0=2,故A正确.
2×(-2)5Ceq \\al(5,5)+(-2)4Ceq \\al(4,5)=16,故a5=16,B正确.
令x=1,得a0+a1+a2+a3+a4+a5+a6=-3①.
又a0=2,所以a1+a2+a3+a4+a5+a6=-5,故C正确.
令x=-1,得a0-a1+a2-a3+a4-a5+a6=243②.由①②得a1+a3+a5=-123,D错误.
故选ABC.
考点3 二项式系数的性质——综合性
考向1 二项式系数的最值问题
(2020·大庆市高三三模)若eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,x)))eq \s\up8(n)的展开式中只有第7项的二项式系数最大,则展开式中含x2项的系数是( )
A.-462 B.462
C.792 D.-792
D 解析:因为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,x)))eq \s\up8(n)的展开式中只有第7项的二项式系数最大,所以n为偶数,展开式共有13项,则n=12.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,x)))eq \s\up8(12)的展开式的通项公式为Tk+1=(-1)kCeq \\al(k,12)x12-2k.令12-2k=2,得k=5.所以展开式中含x2项的系数是(-1)5Ceq \\al(5,12)=-792.故选D.
考向2 项的系数的最值问题
(1)(2020·邵阳市高三第一次联考)设m为正整数,(x+y)2m展开式的二项式系数的最大值为a,(x+y)2m+1展开式的二项式系数的最大值为b.若13a=7b,则m= ( )
A.5 B.6 C.7 D.8
B 解析:由题意可知Ceq \\al(m,2m)=a,Ceq \\al(m,2m+1)=b.因为13a=7b,所以13Ceq \\al(m,2m)=7Ceq \\al(m,2m+1),即13eq \f((2m)!,m!m!)=7eq \f((2m+1)!,m!(m+1)!),所以13=7·eq \f(2m+1,m+1),解得m=6.故选B.
(2)(2020·延安市第一中学高三月考)已知(xeq \f(2,3)+3x2)n的展开式中,各项系数和比它的二项式系数和大992,求:
①展开式中二项式系数最大的项;
②展开式中系数最大的项.
解:令x=1,则展开式中各项系数和为(1+3)n=22n.
又展开式中二项式系数和为2n,
所以22n-2n=992,n=5.
①因为n=5,展开式共6项,二项式系数最大的项为第3,4两项,所以T3=Ceq \\al(2,5)(xeq \s\up8(eq \f(2,3)))3(3x2)2=90x6,T4=Ceq \\al(3,5)(xeq \s\up8(eq \f(2,3)))2·(3x2)3=270xeq \s\up8(eq \f(22,3)).
②设展开式中第r+1项系数最大,
则Tr+1=Ceq \\al(r,5)(xeq \s\up8(eq \f(2,3)))5-r(3x2)r=3rCeq \\al(r,5)xeq \s\up8(eq \f(10+4r,3)).
所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(3rC\\al(r,5)≥3r-1C\\al(r-1,5),,3rC\\al(r,5)≥3r+1C\\al(r+1,5).))解得eq \f(7,2)≤r≤eq \f(9,2).所以r=4,
即展开式中第5项的系数最大,T5=405xeq \s\up8(eq \f(26,3)).
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eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(n,2)+1))项的二项式系数最大,最大值为Ceq \(\s\up15(\f(n,2)),n);当n为奇数时,展开式中第eq \f(n+1,2)项和第eq \f(n+3,2)项的二项式系数最大,最大值为Ceq \(\s\up15(\f(n-1,2)),n )或Ceq \(\s\up15(\f(n+1,2)),n ).
2.二项展开式系数最大项的求法
如求(a+bx)n(a,b∈R)的展开式系数最大的项,一般是采用待定系数法.设展开式各项系数分别为A1,A2,…,An+1,且第k项系数最大,应用eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(Ak≥Ak-1,,Ak≥Ak+1,))解出k即可.
1.(2020·绵阳高三三模)在二项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(2,x)))eq \s\up8(n)的展开式中,仅第四项的二项式系数最大,则展开式中常数项为( )
A.-360 B.-160 C.160 D.360
B 解析:因为展开式中,仅第四项的二项式系数最大,
所以展开式共有7项.所以n=6.
所以展开式的通项公式为Tk+1=Ceq \\al(k,6)x6-keq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(2,x)))eq \s\up8(k)=(-2)kCeq \\al(k,6)x6-2k.
由6-2k=0得k=3,
即常数项为T4=(-2)3Ceq \\al(3,6)=-160.故选B.
2.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________.
Ceq \\al(7,15)(3x)7和Ceq \\al(8,15)(3x)8 解析:由已知得Ceq \\al(n-2,n)+Ceq \\al(n-1,n)+Ceq \\al(n,n)=121,则eq \f(1,2)n·(n-1)+n+1=121,即n2+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T8=Ceq \\al(7,15)(3x)7和T9=Ceq \\al(8,15)(3x)8.
(1-eq \r(x))6(1+eq \r(x))4的展开式中x的系数是( )
A.-4 B.-3 C.3 D.4
[四字程序]
思路参考:直接利用两个二项展开式的通项公式乘积获得x的系数.
B 解析:(1-eq \r(x))6的展开式的通项公式为Ceq \\al(m,6)·(-eq \r(x))m=Ceq \\al(m,6)·(-1)mxeq \s\up8(eq \f(m,2)),(1+eq \r(x))4的展开式的通项公式为Ceq \\al(n,4)·(eq \r(x))n=Ceq \\al(n,4)xeq \s\up8(eq \f(n,2)),其中m=0,1,2,…,6,n=0,1,2,3,4.令eq \f(m,2)+eq \f(n,2)=1,得m+n=2,于是(1-eq \r(x))6(1+eq \r(x))4的展开式中x的系数等于Ceq \\al(0,6)·(-1)0·Ceq \\al(2,4)+Ceq \\al(1,6)·(-1)1·Ceq \\al(1,4)+Ceq \\al(2,6)·(-1)2·Ceq \\al(0,4)=-3.
思路参考:将两个二项式化成一个二项展开式与一个多项式乘积的形式,再利用二项展开式的通项公式.
B 解析:(1-eq \r(x))6(1+eq \r(x))4=[(1-eq \r(x))(1+eq \r(x))]4(1-eq \r(x))2=(1-x)4(1-2eq \r(x)+x).于是(1-eq \r(x))6(1+eq \r(x))4的展开式中x的系数为Ceq \\al(0,4)·1+Ceq \\al(1,4)(-1)1×1=-3.
思路参考:利用组合的知识求解x的系数.
B 解析:在(1-eq \r(x))6(1+eq \r(x))4的展开式中要出现x,可以分为以下三种情况:
①(1-eq \r(x))6中选2个(-eq \r(x)),(1+eq \r(x))4中选0个eq \r(x)作积,这样得到的x的系数为Ceq \\al(2,6)·Ceq \\al(0,4)=15;
②(1-eq \r(x))6中选1个(-eq \r(x)),(1+eq \r(x))4中选1个eq \r(x)作积,这样得到的x的系数为Ceq \\al(1,6)(-1)1·Ceq \\al(1,4)=-24;
③(1-eq \r(x))6中选0个(-eq \r(x)),(1+eq \r(x))4中选2个eq \r(x)作积,这样得到的x的系数为Ceq \\al(0,6)·Ceq \\al(2,4)=6.
所以x的系数为15-24+6=-3.故选B.
二项式定理是必考内容,主要以通项公式为主,考查系数问题,解法灵活多变,借助二项展开式的通项公式,在每个二项展开式中求出各自的通项公式,最后利用展开式中系数的生成法求出结果.解答本题需要一定的运算能力和推理能力,体现了逻辑推理及数学运算的素养.
在(x2+2x+1)2(x-1)5的展开式中,x4的系数为( )
A.-6 B.6 C.10 D.4
A 解析:(x2+2x+1)2(x-1)5=(x+1)4(x-1)5=(1+x)4(-1+x)5.
因为(1+x)4的展开式的通项公式为Tr+1=Ceq \\al(r,4)·14-r·xr=Ceq \\al(r,4)xr,
(-1+x)5的展开式的通项公式为Tk+1=Ceq \\al(k,5)·(-1)5-k·xk,
则展开式中含x4的项需满足r+k=4,
所以展开式中x4的系数为Ceq \\al(0,4)Ceq \\al(4,5)·(-1)+Ceq \\al(1,4)Ceq \\al(3,5)·(-1)2+Ceq \\al(2,4)Ceq \\al(2,5)·(-1)3+Ceq \\al(3,4)Ceq \\al(1,5)·(-1)4+Ceq \\al(4,4)Ceq \\al(0,5)·(-1)5=-5+40-60+20-1=-6.故选A.
二项式定理
(a+b)n=Ceq \\al(0,n)an+Ceq \\al(1,n)an-1b1+…+Ceq \\al(k,n)an-kbk+…+Ceq \\al(n,n)bn(n∈N*)
二项展开式的通项公式
Tk+1=Ceq \\al(k,n)an-kbk,它表示展开式的第k+1项
二项式系数
Ceq \\al(k,n)(k=0,1,2,…,n)
读
想
算
思
展开式中x的系数
1.二项展开式的项与系数;
2.展开式的通项公式
两个乘积式各自用展开式的通项公式计算系数
转化
(1-eq \r(x))6·(1+eq \r(x))4
第k+1项
Tk+1=Ceq \\al(k,n)an-kbk
Tk+1=Ceq \\al(k,n)an-kbk
1.通项公式法.
2.组合数生成法
一、教材概念·结论·性质重现
1.二项式定理
(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.
2.二项式系数的性质
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.
二、基本技能·思想·活动体验
1.判断下列说法的正误,对的打“√”,错的打“×”.
(1)Ceq \\al(k,n)an-kbk是(a+b)n的展开式中的第k项.(×)
(2)二项展开式中,系数最大的项为中间一项或中间两项.(×)
(3)(a+b)n的展开式中某一项的二项式系数与a,b无关.(√)
(4)通项公式Tk+1=Ceq \\al(k,n)an-kbk中的a和b不能互换.(√)
(5)(a+b)n的展示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.(√)
2.(2020·海南中学高三模拟)已知(2x-a)6(a是常数)的展开式中含x3的项的系数为-160,则a=( )
A.1 B.-1 C.eq \f(1,2) D.-eq \f(1,2)
A 解析: 因为Tk+1=Ceq \\al(k,6)(2x)6-k(-a)k(k=0,…,6),
所以6-k=3,所以k=3,所以Ceq \\al(3,6)×23×(-a)3=-160,
解得a=1.故选A.
3.二项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)x-2y))eq \s\up8(5)的展开式中x3y2的系数是( )
A.5 B.-20 C.20 D.-5
A 解析:二项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)x-2y))eq \s\up8(5)的通项公式为Tk+1=Ceq \\al(k,5)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)x))eq \s\up8(5-k) (-2y)k.根据题意,得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(5-k=3,,k=2,))解得k=2.所以x3y2的系数是Ceq \\al(2,5)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up8(3)×(-2)2=5.故选A.
4.(2020·天津联考)已知eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\r(3,x)-\f(2a,x)))eq \s\up8(8)的展开式中常数项为112,则实数a的值为( )
A.±1 B.1 C.2 D.±2
A 解析:eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\r(3,x)-\f(2a,x)))eq \s\up8(8)展开式中的通项公式为 Tk+1=Ceq \\al(k,8)(eq \r(3,x))8-k·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(2a,x)))eq \s\up8(k)=Ceq \\al(k,8)(-2a)kx eq \s\up8(eq \f(8-k,3)-k).令eq \f(8-k,3)-k=0,求得k=2,所以它的展开式的常数项是Ceq \\al(2,8)(-2a)2.
再根据展开式中的常数项是112,可得Ceq \\al(2,8)(-2a)2=112,求得a=±1.故选A.
5.(x+1)5(x-2)的展开式中x2的系数为________.
-15 解析:(x+1)5(x-2)=x(x+1)5-2(x+1)5展开式中含有x2的项为-20x2+5x2=-15x2.故x2的系数为-15.
6.若(x-1)4=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4,则a0+a2+a4的值为________.
8 解析:令x=1,则a0+a1+a2+a3+a4=0.令x=-1,则a0-a1+a2-a3+a4=16,两式相加得a0+a2+a4=8.
考点1 二项展开式的通项公式及其应用——基础性
考向1 求二项展开式中的特定项
(1)(2020·全国卷Ⅲ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x2+\f(2,x)))eq \s\up8(6)的展开式中常数项是________(用数字作答).
240 解析:展开式的通项为Tk+1=Ceq \\al(k,6)(x2)6-k·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,x)))eq \s\up8(k)=2kCeq \\al(k,6)x12-3k.令12-3k=0,解得k=4,故常数项为24Ceq \\al(4,6)=240.
(2)(2019·浙江卷)在二项式(eq \r(2)+x)9的展开式中,常数项是________;系数为有理数的项的个数是________.
16eq \r(2) 5 解析:由题意,(eq \r(2)+x)9的通项公式为Tk+1=Ceq \\al(k,9)(eq \r(2))9-k·xk(k=0,1,2,…,9).当k=0时,可得常数项为T1=Ceq \\al(0,9)(eq \r(2))9=16eq \r(2).若展开式的系数为有理数,则k=1,3,5,7,9,有T2,T4,T6,T8,T10共5个.
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公式Tk+1=Ceq \\al(k,n)an-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代入通项公式中,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)m(c+d)n(m,n∈N*)的展开式
(1)(2020·全国卷Ⅰ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(y2,x)))(x+y)5的展开式中x3y3的系数为( )
A.5 B.10 C.15 D.20
C 解析:要求eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(y2,x)))(x+y)5的展开式中x3y3的系数,只要分别求出(x+y)5的展开式中x2y3和x4y的系数再相加即可.由二项式定理可得(x+y)5的展开式中x2y3的系数为Ceq \\al(3,5)=10,x4y的系数为Ceq \\al(1,5)=5,故eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(y2,x)))(x+y)5的展开式中x3y3的系数为10+5=15.故选C.
(2)(x2+1)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,\r(x))-2))eq \s\up8(5)的展开式的常数项是( )
A.5 B.-10 C.-32 D.-42
D 解析:eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,\r(x))-2))eq \s\up8(5)的通项公式为Ceq \\al(k,5)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,\r(x))))eq \s\up8(5-k)×(-2)k=Ceq \\al(k,5)×(-2)k×x eq \s\up8(eq \f(k-5,2)).令eq \f(k-5,2)=0,解得k=5;令eq \f(k-5,2)=-2,得k=1.
故(x2+1)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,\r(x))-2))eq \s\up8(5)的展开式的常数项是Ceq \\al(1,5)×(-2)+Ceq \\al(5,5)×(-2)5=-42.
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的通项公式,综合考虑.
考向3 形如(a+b+c)n(n∈N*)的展开式
(x2+x+y)5的展开式中,x5y2项的系数为( )
A.10 B.20 C.30 D.60
C 解析:(方法一)(x2+x+y)5=[(x2+x)+y]5,
含y2的项为T3=Ceq \\al(2,5)(x2+x)3y2.
其中(x2+x)3中含x5的项为Ceq \\al(1,3)x4·x=Ceq \\al(1,3)x5.
所以x5y2的系数为Ceq \\al(2,5)×Ceq \\al(1,3)=30.
(方法二)(x2+x+y)5表示5个x2+x+y之积,
所以x5y2可从其中5个因式中,2个取因式中的x2,剩余的3个因式中1个取x,2个因式取y,因此x5y2的系数为Ceq \\al(2,5)Ceq \\al(1,3)Ceq \\al(2,2)=30.
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公式求解.
(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,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.
1.(2020·海淀区高三一模)在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x)-2x))eq \s\up8(6)的展开式中,常数项为( )
A.-120 B.120 C.-160 D.160
C 解析:eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x)-2x))eq \s\up8(6)展开式的通项公式为Tk+1=(-1)k2kCeq \\al(k,6)x2k-6 .令2k-6=0,得k=3.
所以常数项为T3+1=(-1)323Ceq \\al(3,6)=-160.故选C.
2.(2019·烟台模拟)已知eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x3+\f(2,x)))eq \s\up8(n)的展开式的各项系数和为243,则展开式中x7的系数为( )
A.5 B.40 C.20 D.10
B 解析:由eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x3+\f(2,x)))eq \s\up8(n)的展开式的各项系数和为243,令x=1,得3n=243,即n=5,所以eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x3+\f(2,x)))eq \s\up8(n)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x3+\f(2,x)))eq \s\up8(5),则Tk+1=Ceq \\al(k,5)·(x3)5-k·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,x)))eq \s\up8(k)=2k·Ceq \\al(k,5)·x15-4k.令15-4k=7,得k=2,所以展开式中x7的系数为22×Ceq \\al(2,5)=40.
3.(2020·莱西一中、高密一中、枣庄三中高三联考)(1-x2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,x)))eq \s\up8(6)展开式中的常数项为( )
A.-35 B.-5 C.5 D.35
A 解析:(1-x2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,x)))eq \s\up8(6)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,x)))eq \s\up8(6)-x2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,x)))eq \s\up8(6),
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,x)))eq \s\up8(6),x2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,x)))eq \s\up8(6)的展开式的通项公式分别为Ceq \\al(k,6)·x6-k·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,x)))eq \s\up8(k),x2Ceq \\al(r,6)·x6-r·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,x)))eq \s\up8(r),即分别为Ceq \\al(k,6)·(-1)k·x6-2k,Ceq \\al(r,6)·(-1)r·x8-2r.
令eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(6-2k=0,,8-2r=0,))得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(k=3,,r=4.))因此,二项式(1-x2)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,x)))eq \s\up8(6)展开式中的常数项为-Ceq \\al(3,6)-Ceq \\al(4,6)=-35.故选A.
4.(2020·攀枝花市高三三模)(x2-x-2)3的展开式中,含x4的项的系数是( )
A.9 B.-9 C.3 D.-3
D 解析:因为(x2-x-2)3=(x-2)3(x+1)3,
所以含x4的项为Ceq \\al(0,3)x3·Ceq \\al(2,3)x+Ceq \\al(1,3)x2·(-2)·Ceq \\al(1,3)x2+Ceq \\al(2,3)x×(-2)2·Ceq \\al(0,3)x3=-3x4.故选D.
考点2 二项式系数与各项的系数和问题——基础性
(1)在二项式(1-2x)n的展开式中,偶数项的二项式系数之和为128,则展开式的中间项的系数为( )
A.-960 B.960 C.1 120 D.1 680
C 解析:根据题意,奇数项的二项式系数之和也应为128,所以在(1-2x)n的展开式中,二项式系数之和为256,即2n=256,解得n=8,则(1-2x)8的展开式的中间项为第5项,且T5=Ceq \\al(4,8)(-2)4x4=1 120x4,即展开式的中间项的系数为1 120.故选C.
(2)(2020·哈尔滨市第一中学高三一模)若(1-2x)8=a0+a1x+a2x2+…+a8x8,则|a0|+|a1|+|a2|+|a3|+…+|a8|=( )
A.28-1 B.28 C.38-1 D.38
D 解析:由题可知,x的奇数次幂的系数均为负数,所以|a0|+|a1|+|a2|+|a3|+…+|a8|=a0-a1+a2-a3+…+a8.
因为(1-2x)8=a0+a1x+a2x2+…+a8x8,
令x=-1得a0-a1+a2-a3+…+a8=38,
则|a0|+|a1|+|a2|+|a3|+…+|a8|=38.故选D.
(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,(ax2+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)若f(x)=a0+a1x+a2x2+…+anxn,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a0+a2+a4+…=eq \f(f(1)+f(-1),2);
③偶数项系数之和为a1+a3+a5+…=eq \f(f(1)-f(-1),2).
1.(2020·广西高三5月联考)若(a+x2)(1+x)n的展开式中各项系数之和为192,且常数项为2,则该展开式中x4的系数为( )
A.30 B.45 C.60 D.81
B 解析:令x=0,得a=2,所以(a+x2)(1+x)n=(2+x2)(1+x)n.令x=1,得3×2n=192,所以n=6.故该展开式中x4的系数为2Ceq \\al(4,6)+Ceq \\al(2,6)=45.
故选B.
2.(2020·大同一中高三一模)若a0+a1(2x-1)+a2(2x-1)2+a3(2x-1)3+a4(2x-1)4+a5(2x-1)5=x5,则a2的值为( )
A.eq \f(5,4) B.eq \f(5,8) C.eq \f(5,16) D.eq \f(5,32)
C 解析:因为x5=eq \f(1,32)[(2x-1)+1]5,所以二项式[(2x-1)+1]5的展开式的通项公式为Tk+1=Ceq \\al(k,5)·(2x-1)5-k×1k=Ceq \\al(k,5)·(2x-1)5-k.令k=3,所以T4=Ceq \\al(3,5)·(2x-1)2.因此有a2=eq \f(1,32)·Ceq \\al(3,5)=eq \f(1,32)·Ceq \\al(2,5)=eq \f(1,32)×eq \f(5×4,2)=eq \f(5,16).故选C.
3.(多选题)(2020·南京市高三开学考试)已知(2+x)(1-2x)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5+a6x6,则( )
A.a0的值为2
B.a5的值为16
C.a1+a2+a3+a4+a5+a6的值为-5
D.a1+a3+a5的值为120
ABC 解析:令x=0,得a0=2,故A正确.
2×(-2)5Ceq \\al(5,5)+(-2)4Ceq \\al(4,5)=16,故a5=16,B正确.
令x=1,得a0+a1+a2+a3+a4+a5+a6=-3①.
又a0=2,所以a1+a2+a3+a4+a5+a6=-5,故C正确.
令x=-1,得a0-a1+a2-a3+a4-a5+a6=243②.由①②得a1+a3+a5=-123,D错误.
故选ABC.
考点3 二项式系数的性质——综合性
考向1 二项式系数的最值问题
(2020·大庆市高三三模)若eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,x)))eq \s\up8(n)的展开式中只有第7项的二项式系数最大,则展开式中含x2项的系数是( )
A.-462 B.462
C.792 D.-792
D 解析:因为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,x)))eq \s\up8(n)的展开式中只有第7项的二项式系数最大,所以n为偶数,展开式共有13项,则n=12.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,x)))eq \s\up8(12)的展开式的通项公式为Tk+1=(-1)kCeq \\al(k,12)x12-2k.令12-2k=2,得k=5.所以展开式中含x2项的系数是(-1)5Ceq \\al(5,12)=-792.故选D.
考向2 项的系数的最值问题
(1)(2020·邵阳市高三第一次联考)设m为正整数,(x+y)2m展开式的二项式系数的最大值为a,(x+y)2m+1展开式的二项式系数的最大值为b.若13a=7b,则m= ( )
A.5 B.6 C.7 D.8
B 解析:由题意可知Ceq \\al(m,2m)=a,Ceq \\al(m,2m+1)=b.因为13a=7b,所以13Ceq \\al(m,2m)=7Ceq \\al(m,2m+1),即13eq \f((2m)!,m!m!)=7eq \f((2m+1)!,m!(m+1)!),所以13=7·eq \f(2m+1,m+1),解得m=6.故选B.
(2)(2020·延安市第一中学高三月考)已知(xeq \f(2,3)+3x2)n的展开式中,各项系数和比它的二项式系数和大992,求:
①展开式中二项式系数最大的项;
②展开式中系数最大的项.
解:令x=1,则展开式中各项系数和为(1+3)n=22n.
又展开式中二项式系数和为2n,
所以22n-2n=992,n=5.
①因为n=5,展开式共6项,二项式系数最大的项为第3,4两项,所以T3=Ceq \\al(2,5)(xeq \s\up8(eq \f(2,3)))3(3x2)2=90x6,T4=Ceq \\al(3,5)(xeq \s\up8(eq \f(2,3)))2·(3x2)3=270xeq \s\up8(eq \f(22,3)).
②设展开式中第r+1项系数最大,
则Tr+1=Ceq \\al(r,5)(xeq \s\up8(eq \f(2,3)))5-r(3x2)r=3rCeq \\al(r,5)xeq \s\up8(eq \f(10+4r,3)).
所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(3rC\\al(r,5)≥3r-1C\\al(r-1,5),,3rC\\al(r,5)≥3r+1C\\al(r+1,5).))解得eq \f(7,2)≤r≤eq \f(9,2).所以r=4,
即展开式中第5项的系数最大,T5=405xeq \s\up8(eq \f(26,3)).
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eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(n,2)+1))项的二项式系数最大,最大值为Ceq \(\s\up15(\f(n,2)),n);当n为奇数时,展开式中第eq \f(n+1,2)项和第eq \f(n+3,2)项的二项式系数最大,最大值为Ceq \(\s\up15(\f(n-1,2)),n )或Ceq \(\s\up15(\f(n+1,2)),n ).
2.二项展开式系数最大项的求法
如求(a+bx)n(a,b∈R)的展开式系数最大的项,一般是采用待定系数法.设展开式各项系数分别为A1,A2,…,An+1,且第k项系数最大,应用eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(Ak≥Ak-1,,Ak≥Ak+1,))解出k即可.
1.(2020·绵阳高三三模)在二项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(2,x)))eq \s\up8(n)的展开式中,仅第四项的二项式系数最大,则展开式中常数项为( )
A.-360 B.-160 C.160 D.360
B 解析:因为展开式中,仅第四项的二项式系数最大,
所以展开式共有7项.所以n=6.
所以展开式的通项公式为Tk+1=Ceq \\al(k,6)x6-keq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(2,x)))eq \s\up8(k)=(-2)kCeq \\al(k,6)x6-2k.
由6-2k=0得k=3,
即常数项为T4=(-2)3Ceq \\al(3,6)=-160.故选B.
2.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________.
Ceq \\al(7,15)(3x)7和Ceq \\al(8,15)(3x)8 解析:由已知得Ceq \\al(n-2,n)+Ceq \\al(n-1,n)+Ceq \\al(n,n)=121,则eq \f(1,2)n·(n-1)+n+1=121,即n2+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T8=Ceq \\al(7,15)(3x)7和T9=Ceq \\al(8,15)(3x)8.
(1-eq \r(x))6(1+eq \r(x))4的展开式中x的系数是( )
A.-4 B.-3 C.3 D.4
[四字程序]
思路参考:直接利用两个二项展开式的通项公式乘积获得x的系数.
B 解析:(1-eq \r(x))6的展开式的通项公式为Ceq \\al(m,6)·(-eq \r(x))m=Ceq \\al(m,6)·(-1)mxeq \s\up8(eq \f(m,2)),(1+eq \r(x))4的展开式的通项公式为Ceq \\al(n,4)·(eq \r(x))n=Ceq \\al(n,4)xeq \s\up8(eq \f(n,2)),其中m=0,1,2,…,6,n=0,1,2,3,4.令eq \f(m,2)+eq \f(n,2)=1,得m+n=2,于是(1-eq \r(x))6(1+eq \r(x))4的展开式中x的系数等于Ceq \\al(0,6)·(-1)0·Ceq \\al(2,4)+Ceq \\al(1,6)·(-1)1·Ceq \\al(1,4)+Ceq \\al(2,6)·(-1)2·Ceq \\al(0,4)=-3.
思路参考:将两个二项式化成一个二项展开式与一个多项式乘积的形式,再利用二项展开式的通项公式.
B 解析:(1-eq \r(x))6(1+eq \r(x))4=[(1-eq \r(x))(1+eq \r(x))]4(1-eq \r(x))2=(1-x)4(1-2eq \r(x)+x).于是(1-eq \r(x))6(1+eq \r(x))4的展开式中x的系数为Ceq \\al(0,4)·1+Ceq \\al(1,4)(-1)1×1=-3.
思路参考:利用组合的知识求解x的系数.
B 解析:在(1-eq \r(x))6(1+eq \r(x))4的展开式中要出现x,可以分为以下三种情况:
①(1-eq \r(x))6中选2个(-eq \r(x)),(1+eq \r(x))4中选0个eq \r(x)作积,这样得到的x的系数为Ceq \\al(2,6)·Ceq \\al(0,4)=15;
②(1-eq \r(x))6中选1个(-eq \r(x)),(1+eq \r(x))4中选1个eq \r(x)作积,这样得到的x的系数为Ceq \\al(1,6)(-1)1·Ceq \\al(1,4)=-24;
③(1-eq \r(x))6中选0个(-eq \r(x)),(1+eq \r(x))4中选2个eq \r(x)作积,这样得到的x的系数为Ceq \\al(0,6)·Ceq \\al(2,4)=6.
所以x的系数为15-24+6=-3.故选B.
二项式定理是必考内容,主要以通项公式为主,考查系数问题,解法灵活多变,借助二项展开式的通项公式,在每个二项展开式中求出各自的通项公式,最后利用展开式中系数的生成法求出结果.解答本题需要一定的运算能力和推理能力,体现了逻辑推理及数学运算的素养.
在(x2+2x+1)2(x-1)5的展开式中,x4的系数为( )
A.-6 B.6 C.10 D.4
A 解析:(x2+2x+1)2(x-1)5=(x+1)4(x-1)5=(1+x)4(-1+x)5.
因为(1+x)4的展开式的通项公式为Tr+1=Ceq \\al(r,4)·14-r·xr=Ceq \\al(r,4)xr,
(-1+x)5的展开式的通项公式为Tk+1=Ceq \\al(k,5)·(-1)5-k·xk,
则展开式中含x4的项需满足r+k=4,
所以展开式中x4的系数为Ceq \\al(0,4)Ceq \\al(4,5)·(-1)+Ceq \\al(1,4)Ceq \\al(3,5)·(-1)2+Ceq \\al(2,4)Ceq \\al(2,5)·(-1)3+Ceq \\al(3,4)Ceq \\al(1,5)·(-1)4+Ceq \\al(4,4)Ceq \\al(0,5)·(-1)5=-5+40-60+20-1=-6.故选A.
二项式定理
(a+b)n=Ceq \\al(0,n)an+Ceq \\al(1,n)an-1b1+…+Ceq \\al(k,n)an-kbk+…+Ceq \\al(n,n)bn(n∈N*)
二项展开式的通项公式
Tk+1=Ceq \\al(k,n)an-kbk,它表示展开式的第k+1项
二项式系数
Ceq \\al(k,n)(k=0,1,2,…,n)
读
想
算
思
展开式中x的系数
1.二项展开式的项与系数;
2.展开式的通项公式
两个乘积式各自用展开式的通项公式计算系数
转化
(1-eq \r(x))6·(1+eq \r(x))4
第k+1项
Tk+1=Ceq \\al(k,n)an-kbk
Tk+1=Ceq \\al(k,n)an-kbk
1.通项公式法.
2.组合数生成法
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