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高中数学选修2-3二项式定理讲义含答案

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二项式定理

知识点一 1.二项式定理 n1n1b+C2an2b2+…+Cranrbr所表示的规律叫做二项式定理. 公式(a+b)n=C0na+Cnann

2、相关概念

(1)公式右边的多项式叫做(a+b)n的二项展开式.

(2)各项的系数Crn(r=0,1,2,…,n)叫做展开式的二项式系数.

n-rr

(3)展开式中的Crb叫做二项展开式的通项,记作:Tr+1,它表示展开式的第r+1项. na122rrnn

(4)在二项式定理中,如果设a=1,b=x,则得到公式(1+x)n=C0n+Cnx+Cnx+…+Cnx+…+Cnx 3、展开式具有以下特点 (1)项数:共有n+1项;

rn12

(2)二项式系数:依次为C0n,Cn,Cn,…,Cn,…,Cn;

(3)每一项的次数是一样的,即为n次,展开式依a的降幂、b的升幂排列展开; (4)通项是第r+1项.

例题精讲 [例1] (1)用二项式定理展开(2x-

35

). 2x2-

nn1n2nrn1

(2)化简:C0+C2-…+(-1)rCr+…+(-1)nCn. n(x+1)-Cn(x+1)n(x+1)n(x+1)

[思路点拨] (1)二项式的指数为5,可直接按二项式定理展开;(2)可先把x+1看成一个整体,分析结

构形式,逆用二项式定理求解.

[答案]

(1)(2x-

35335

0(2x)5+C1(2x)4·(-5(-)=C)+…+C) 555

2x22x22x2

180135405243

=32x5-120x2+x-4+7-10.

x8x32x

nn1n2nrn1

(2)原式=C0(-1)+C2(-1)2+…+Cr(-1)r+…+Cnn(x+1)+Cn(x+1)n(x+1)n(x+1)n(-1)=[(x-

+1)+(-1)]n=xn.

变式训练 14

)的展开式. x11121314

4132

解:法一:(3x+)4=C0+C2)+C3)+C4) 4(3x)+C4(3x)·4(3x)·(4(3x)(4(

xxxxx

1.求(3x+

121

=81x2+108x+54+x+2.

x

1

14?3x+1?41121

法二:(3x+)==2(81x4+108x3+54x2+12x+1)=81x2+108x+54++2. 2xxxxx

3243546

2.求C26+9C6+9C6+9C6+9C6的值.

1235566

解:原式=2(92C6+93C6+94C46+9C6+9C6) 9

110

11223344556611=2(C06+9C6+9C6+9C6+9C6+9C6+9C6)-2(C6+9C6) 99111

=2(1+9)6-2(1+6×9)=2(106-55)=12 345. 999[例2] (1)(x+

18

)的展开式中常数项为 2 x

( ) D.105

353535A. B. C. 1684(2)设二项式(x-

a6

)(a>0)的展开式中x3的系数为A,常数项为B.若B=4A,则a的值是________. x

[答案] (1)二项展开式的通项为 1r1r4-r

8-r(Tr+1=Cr)=Cr. 8(x)8()x22 x

当4-r=0时,r=4,所以展开式中的常数项为 1435

C4.故选B. 8()=28(2)由题意得

6r(-Tr+1=Cr6x

3ar6-r2, )=(-a)rCrx6

x

44

∴A=(-a)2C26,B=(-a)C6.

又∵B=4A,

222∴(-a)4C46=4(-a)C6,解之得a=4.

又∵a>0,∴a=2.

( )

1

3.在(2x2-)5的二项展开式中,x的系数为

x4.A.10

B.-10 C.40 D.-40

1125-r(-)r=Cr·25-r×(-1)rx10-3r.当r=3时含有解析:二项式(2x2-x)5的展开式的第r+1项为Tr+1=Cr5(2x)5

x

23x,其系数为C35·2×(-1)=-40.

4.(1+3x)n(其中n∈N且n≥6)的展开式中,若x5与x6的系数相等,则n= ( )

A.6

B.7 C.8

D.9

解析:二项式(1+3x)n的展开式的通项是

nrrr

Tr+1=Cr·(3x)r=Crn1n·3·x.依题意得

2

n?n-1??n-2??n-3??n-4?566

C5·3=C·3,即 nn

5!n?n-1??n-2??n-3??n-4??n-5?=3×(n≥6),

6!解得n=7.

13

5.在(2x-)20的展开式中,系数是有理数的项共有( )

2A.4项 C.6项

B.5项 D.7项

1r233-20-r(-20-r. 解析:Tr+1=Cr)=(-)r·(2)20rCr20(2x)20·x22∵系数为有理数,∴(2)与2r

20?r3均为有理数,

∴r能被2整除,且20-r能被3整除. 故r为偶数,20-r是3的倍数,0≤r≤20, ∴r=2,8,14,20.

知识点二 引入: (a+b)的展开式的二次项系数,当n取正整数时可以表示成如下形式:

n 二项式系数的性质

nmm1

(1)每一行的两端都是1,其余每个数都等于它“肩上”两个数的和.即C0+Cmn=Cn=1,Cn+1=Cnn. m(2)每一行中,与首末两端“等距离”的两个数相等,即Cn=Cnn

-m

.

(3)如果二项式的幂指数n是偶数,那么其展开式中间一项Tn的二项式系数最大;如果n是奇数,那

2?1么其展开式中间两项Tn?1?Tn?1的二项式系数相等且最大.

22?1(4)二项展开式的各二项式系数的和等于2n.

nnn112024135即C0. n+Cn+Cn+…+Cn=2.且Cn+Cn+Cn+…=Cn+Cn+Cn+…=2

例题精讲 [例1] 如图,在“杨辉三角”中,斜线AB的上方,从1开始箭头所示的数组成一个锯齿形数列:1,2,3,3,6,4,10,5,….记其前n项和为Sn,求S19的值.

3

121

[思路点拨] 由图知,数列中的首项是C22,第2项是C2,第3项是C3,第4项是C3,…,第17项是

12C210,第18项是C10,第19项是C11.

1212121211112[答案] S19=(C22+C2)+(C3+C3)+(C4+C4)+…+(C10+C10)+C11=(C2+C3+C4+…+C10)+(C2+223

C23+…+C10+C11)=(2+3+4+…+10)+C12=

?2+10?×9

+220=274. 2

变式训练 1.如图是一个类似杨辉三角的图形,则第n行的首尾两个数均为________.

解析:由1,3,5,7,9,…可知它们成等差数列,所以an=2n-1.

答案:2n-1

2.如图,由二项式系数构成的杨辉三角中,第________行从左到右第14个数与第15个数之比为2∶3.

解析:设第n行从左至右第14与第15个数之比为2∶3,

14

则3C13n=2Cn,

3n!2n!

=.

13!?n-13?!14!?n-14?!

解得n=34. [例2] 设(1-2x)2012?a0?a1x?a2x2???a2012x2012(x?R)

(1)求a0?a1?a2???a2012的值. (2)求a1?a3?a5???a2011的值. (3)求|a0|?|a1|?|a2|???|a2012|的值.

4

[思路点拨] 先观察所要求的式子与展开式各项的特点,用赋值法求解.

[答案] (1)令x=1,得

a0+a1+a2+…+a2 012=(-1)2 012=1.①

(2)令x=-1,得a0-a1+a2-…+a2 012=32 012.② ①-②得

2(a1+a3+…+a2 011)=1-32 012, 1-32 012

∴a1+a3+a5+…+a2 011=.

2

rrrr

(3)∵Tr+1=Cr2 012(-2x)=(-1)·C2 012·(2x),

∴a2k-1<0(k∈N+),a2k>0(k∈N). ∴|a0|+|a1|+|a2|+|a3|+…+|a2 012| =a0-a1+a2-a3+…+a2 012 =32 012.

[总结] 赋值法是解决二项展开式中项的系数问题的常用方法.根据题目要求,灵活赋给字母不同值是解题的关键.一般地,要使展开式中项的关系变为系数的关系,令x=0可得常数项,令x=1可得所有项的和,令x=-1可得偶次项系数之和与奇次项系数之和的差.

变式训练 3.?1?x???1?x?????1?x?的展开式中各项系数的和为

2n

n?1 ( )

A.2n?1 B.2?1 C.223nn?1nn?1?1

D.2?2

解析:令x=1,则2?2?2???2?2答案:D

?2

27213144.已知1?2x?x)?a0?a1x?a2x???a13x?a14xa14x14.

(1)求a0?a1?a2???a13?a14 (2)求a1?a3?a5??a13 解:(1)令x=1,

7则a0?a1?a2???a13?a14=2=128.

(2)令x=-1,

7则a0?a1?a2?a3???a13?a14=(?2)=-128.

①-②得2(a1?a3?a5???a13)=256,∴a1?a3?a5???a13=128.

[例3] (10分)已知(x23+3x2)n的展开式中,各项系数和与它的二项式系数和的比为

32.

(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.

5

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