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高中数学人教A版 (2019)选择性必修 第三册7.4 二项分布与超几何分布说课ppt课件
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这是一份高中数学人教A版 (2019)选择性必修 第三册7.4 二项分布与超几何分布说课ppt课件,共60页。PPT课件主要包含了规律是什么为什么,如何证明这个规律呢,n7时,n8时,n9时,二项式系数的性质,课后作业,祝同学们学习愉快等内容,欢迎下载使用。
用计算器计算 展开式的二项式系数并填入下表.
通过计算填表,你发现了什么规律?
我们可以从中发现,每一行的系数具有对称性.除此之外,还有什么规律呢?
上表中蕴含着许多规律,例如:在同一行中,每行的两端都是1,与这两个1等距离的项的系数相等;
在相邻的两行中,除1以外的每一个数都等于它“肩上”两个数的和.
事实上,设表中任一不为1的数为 ,那么它肩上的两个数分别为 及 ,容易证明:
此式是二项式系数的性质,也是组合数的性质.
我们还可以从中发现什么规律呢?
根据你发现的规律,猜想下列数列的前若干项的和:
一般地,
实际上,上述等式我们可以用已有的性质进行证明 根据
事实上,这个表在我国南宋数学家杨辉1261年所著的《详解九章算法》一书里已经出现了.所不同的只是这里的表用阿拉伯数字表示,在那本书里是用汉字表示(如右图).我们称这个表为杨辉三角.
杨辉是我国古代数学史上一位著述丰富的数学家,著有《详解九章算法》《日用算法》和《杨辉算法》.在编写这些算书时,杨辉广泛引用古代数学典籍,使得我们能够了解许多已经失传的数学方法.杨辉在《详解九章算法》里指出,杨辉三角这种方法出于《释锁》算书,且我国北宋数学家贾宪(约11世纪)曾用过,由此可以推断,我国发现这个表不晚于11世纪.
“释锁”和开方有关,杨辉三角原名为“开方作法本源图”,也有人称为“乘方求廉图”,在我国古代用来作为开方的工具.
在欧洲,这个表被认为是法国数学家帕斯卡(B. Pascal,1623—1662)首先发现的,他们把这个表叫做帕斯卡三角.这就是说,杨辉三角的发现要比欧洲早500年左右,由此可见我国古代数学的成就是非常值得中华民族自豪的.
在我国古代,杨辉三角是解决很多数学问题的有力工具,像开方问题、数列问题等. 正因为杨辉三角中的数与开方、解方程、组合数学、概率论都有密切的关系,所以历代数学家从不同角度研究它的性质.
杨辉三角中的五句话,前三句“左袤乃积数,右袤乃隅算,中藏者皆廉”分别说明了图中数字代表的意义,后两句“以廉乘商方,命实而除之”说明了如何应用各行系数进行开方.
大家可以结合资料,探究一下开方算法的具体操作及其中蕴含的算法思想,感受我国古代数学的独特风格.
对于 展开式的二项式系数 我们还可以从函数角度来分析它们. 可看成是以 r 为自变量的函数 f (r),其定义域是{0,1,2,…,n }.对于确定的 n ,我们还可以画出它的图象.
例如,当 n = 6 时,其图象是7个孤立点,如图所示
分别画出 n=7,8,9 时的函数图象,能看出它们有哪些异同吗?
结合这几个函数图象,我们可以尝试找到一些二项式系数的规律.
(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. 直线 将函数 f (r) 的图象分成对称的两部分,它是图象的对称轴.
(2)增减性与最大值.因为
(2)增减性与最大值.因为 所以 相对于 的增减情况由 决定.
(2)增减性与最大值.
可知,当 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.
(2)增减性与最大值. 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.已知令 x = 1,则
(3)各二项式系数的和.已知令 x = 1,则
(3)各二项式系数的和.已知令 x = 1,则 这就是说, 的展开式的各个二项式系数的和 等于 .
例3 试证:在 的展开式中,奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和.
分析:奇数项的二项式系数的和为
分析:奇数项的二项式系数的和为 偶数项的二项式系数的和为
分析:由于中的 a,b 可以取任意实数,因此我们可以通过对 a,b 适当赋值来得到上述两个系数和.
证明:在展开式 中,
证明:在展开式 中,令 a =1,b = -1,则得
证明:即
证明:即 所以,
即在 的展开式中,奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和.
证明:实际上,联想到 把它看成是关于 x 的函数,即
那么 f (-1) = 0,由此很容易得到要证明的结果.
1.填空:(1) 的各二项式系数的最大值是___________;
1.填空:(1) 的各二项式系数的最大值是___________;解:根据二项式系数的性质, 当 n 是偶数时,中间的一项取得最大值,为 ; 当 n 是奇数时,中间的两项 相等,同时取得 最大值.
1.填空:(1) 的各二项式系数的最大值是___________;解:故解答为: 当 n 是偶数时,最大值为 ; 当 n 是奇数时,最大值为 .
1.填空:(2) ___________;
1.填空:(2) ___________;解:根据二项式系数的性质,可知
1.填空:(2) ___________;解:根据二项式系数的性质,可知 同时
1.填空:(2) ___________;解:故可知 故解答为:1 024.
1.填空:(3) ___________.
1.填空:(3) ___________.解:根据二项式系数的性质,可得:
1.填空:(3) ___________.解:从而
1.填空:(3) ___________.解:从而 故解答为:
1.填空:(4) 的展开式各项系数的最小值是___________;解:根据二项式系数的性质, 当 n 是奇数时,中间的两项 相等,同时取得最大值.
1.填空:(4) 的展开式各项系数的最小值是___________;解:当 n = 9 时,展开式中间两项二项式系数相等,同时取得最大值. 即 由于展开式中奇数项的系数为正,偶数项的系数为负,故系数的最小值为
2.证明: ( n 是偶数).
2.证明: ( n 是偶数). 解:因为
2.证明: ( n 是偶数). 解:所以
2.证明: ( n 是偶数). 解:所以 故
3.写出 n 从1到10的二项式系数表.
3.写出 n 从1到10的二项式系数表. 解:
本节课我们学习了:1. 的展开式中的二项式系数可以形成“杨辉三角”,“杨辉三角”是我国古代重要的数学成就之一;
本节课我们学习了:1. 的展开式中的二项式系数可以形成“杨辉三角”,“杨辉三角”是我国古代重要的数学成就之一;2.二项式系数具有若干性质,利用这些性质可以解决许多问题.
本节课我们学习了:1. 的展开式中的二项式系数可以形成“杨辉三角”,“杨辉三角”是我国古代重要的数学成就之一;2.二项式系数具有若干性质,利用这些性质可以解决许多问题.3.对 的 a,b 可以根据具体问题的需要选取实数也可以 是多项式,能得到一些有用的结论.
课本选修2-3第36页习题1.3 A组7,8,B组2.
从特殊到一般,从具体到抽象,通过归纳而得出规律,是数学学习中重要的思维方法. “杨辉三角”中闪耀的智慧光芒,值得我们更多的去挖掘和体会.
1.填空:(4) 的展开式各项系数的最小值是___________;解:
当n=9时,展开式中间两项的二项式系数相等,同时取得最大值.
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