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  • 2021-06-19 发布

高科数学专题复习课件:第十章 10_3二项式定理

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§10.3   二项式定理 基础知识   自主学习 课时作业 题型分 类  深度剖析 内容索引 基础知识 自主学习 1. 二项式定理 知识梳理 二项式定理 ( a + b ) n = ______________________________ ( n ∈ N * ) 二项展开式的通项公式 , 它表示 第 项 二项式系数 二项展开式中各项的 系数 ( k ∈ {0,1,2 , … , n }) k + 1 2. 二项式系数的性质 1 1 二项展开式形式上的特点 (1) 项数 为 . (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 排列 ,从第一项开始,次数由 n 逐项减 1 直到零;字母 b 按 排列 ,从第一项起,次数由零逐项增 1 直到 n . 知识 拓展 n + 1 降幂 升幂 判断下列结论是否正确 ( 请在括号中打 “√” 或 “×” ) (1) a n - k b k 是二项展开式的第 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) 在 (1 - x ) 9 的展开式中系数最大的项是第五、第六两项 .(    ) (5) 若 (3 x - 1) 7 = a 7 x 7 + a 6 x 6 + … + a 1 x + a 0 ,则 a 7 + a 6 + … + a 1 的值为 128.(    ) 思考辨析 × × √ × × 考点自测 1.( 教材改编 )( x - y ) n 的二项展开式中,第 m 项的系数 是 答案 解析 ( x - y ) n 展开式中第 m 项的系数为 2.(2016· 四川 ) 设 i 为虚数单位,则 ( x + i) 6 的展开式中含 x 4 的 项为 A . - 15 x 4 B.15 x 4 C . - 20i x 4 D.20i x 4 答案 解析 答案 解析 A.130 B.135 C.121 D.139 式中含 x 2 项的系数为 4. 在 的 展开式中,只有第 5 项的二项式系数最大,则展开式中常数项是 ________. 答案 解析 7 题型分类 深度剖析 题型一 二项展开式 例 1   (1)(2016· 全国乙卷 )(2 x + ) 5 的展开式中, x 3 的系数是 _______.( 用数字填写答案 ) 答案 解析 命题点 1  求二项展开式中的特定项或指定项的系数 10 ∴ x 3 的系数是 10. (2)(2015· 课标全国 Ⅰ )( x 2 + x + y ) 5 的展开式中, x 5 y 2 的系数 为 A.10 B.20 C.30 D.60 答案 解析 方法一  利用二项展开式的通项公式求解 . ( x 2 + x + y ) 5 = [ ( x 2 + x ) + y ] 5 , 方法二  利用组合知识求解 . 例 2   (1)(2015· 课标全国 Ⅱ )( a + x )(1 + x ) 4 的展开式中 x 的奇数次幂项的系数之和为 32 ,则 a = _____ _ . 答案 解析 命题点 2  已知二项展开式某项的系数求参数 令 x = 1 ,得 16( a + 1) = a 0 + a 1 + a 2 + a 3 + a 4 + a 5 , ① 令 x =- 1 ,得 0 = a 0 - a 1 + a 2 - a 3 + a 4 - a 5 . ② ① - ② ,得 16( a + 1) = 2( a 1 + a 3 + a 5 ) , 即展开式中 x 的奇数次幂的系数之和为 a 1 + a 3 + a 5 = 8( a + 1) , 所以 8( a + 1) = 32 ,解得 a = 3. 3 - 2 答案 解析 求二项展开式中的特定项,一般是利用通项公式进行,化简通项公式后,令字母的指数符合要求 ( 求常数项时,指数为零;求有理项时,指数为整数等 ) ,解出项数 k + 1 ,代回通项公式即可 . 思维 升华 跟踪训练 1   (1)( x - y )( x + y ) 8 的展开式中 x 2 y 7 的系数为 ________.( 用数字填写答案 ) - 20 答案 解析 (2)( x + a ) 10 的展开式中, x 7 的系数为 15 ,则 a = ________.( 用数字填写答案 ) 答案 解析 题型二  二项式系数的和或各项系数的和的问题 例 2   在 (2 x - 3 y ) 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; (5) x 的奇次项系数和与 x 的偶次项系数和 . 解答 设 (2 x - 3 y ) 10 = a 0 x 10 + a 1 x 9 y + a 2 x 8 y 2 + … + a 10 y 10 , (*) 各项系数的和为 a 0 + a 1 + … + a 10 ,奇数项系数和为 a 0 + a 2 + … + a 10 ,偶数项系数和为 a 1 + a 3 + a 5 + … + a 9 , x 的奇次项系数和为 a 1 + a 3 + a 5 + … + a 9 , x 的偶次项系数和为 a 0 + a 2 + a 4 + … + a 10 . 由于 (*) 是恒等式,故可用 “ 赋值法 ” 求出相关的系数和 . ( 2) 令 x = y = 1 ,各项系数和为 (2 - 3) 10 = ( - 1) 10 = 1. ( 4) 令 x = y = 1 ,得到 a 0 + a 1 + a 2 + … + a 10 = 1 , ① 令 x = 1 , y =- 1( 或 x =- 1 , y = 1) , 得 a 0 - a 1 + a 2 - a 3 + … + a 10 = 5 10 , ② ① + ② 得 2( a 0 + a 2 + … + a 10 ) = 1 + 5 10 , ① - ② 得 2( a 1 + a 3 + … + a 9 ) = 1 - 5 10 , (1) “ 赋值法 ” 普遍适用于恒等式,是一种重要的方法,对形如 ( ax + b ) n , ( ax 2 + 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) 若 f ( x ) = a 0 + a 1 x + a 2 x 2 + … + a n x n ,则 f ( x ) 展开式中各项系数之和为 f (1) ,奇数项系数之和为 a 0 + a 2 + a 4 + … = , 偶数项系数之和为 a 1 + a 3 + a 5 + … = . 思维 升华 跟踪训练 2   (1)( 2016· 北京海淀区模拟 ) 设 m 为正整数, ( x + y ) 2 m 展开式的二项式系数的最大值为 a , ( x + y ) 2 m + 1 展开式的二项式系数的最大值为 b ,若 13 a = 7 b ,则 m 等于 A.5 B.6 C.7 D.8 答案 解析 经检验符合题意,故选 B. 解答 当 x = 0 时,左边= 1 ,右边= a 0 , ∴ a 0 = 1. 题型三  二项式定理的应用 例 4   (1) 设 a ∈ Z 且 0 ≤ a < 13 ,若 51 2 012 + a 能被 13 整除,则 a 等于 A.0 B.1 C.11 D.12 答案 解析 (2)1.02 8 的近似值是 ________.( 精确到小数点后三位 ) 1.172 答案 解析 (1) 整除问题和求近似值是二项式定理中两类常见的应用问题,整除问题中要关注展开式的最后几项,而求近似值则应关注展开式的前几项 . (2) 二项式定理的应用基本思路是正用或逆用二项式定理,注意选择合适的形式 . 思维 升华 A. - 1 B.1 C . - 87 D.87 ∵ 前 10 项均能被 88 整除 , ∴ 余数是 1. 答案 解析 (2) 已知 2 n + 2 ·3 n + 5 n - a 能被 25 整除,求正整数 a 的最小值 . 解答 原式= 4·6 n + 5 n - a = 4(5 + 1) n + 5 n - a 显然正整数 a 的最小值为 4. 典例   (1)(2016· 河北武邑中学期末 ) 若 展开式 的各项系数绝对值之和为 1 024 ,则展开式中含 x 项的系数为 ________. (2)(2016· 河北邯郸一中调研 ) 已知 ( x - m ) 7 = a 0 + a 1 x + a 2 x 2 + … + a 7 x 7 的展开式中 x 4 的系数是- 35 ,则 a 1 + a 2 + … + a 7 = ________. 二 项展开式的系数与二项式系数 现场纠错系列 15 错解展示 现场纠错 纠错心得 和二项展开式有关的问题,要分清所求的是展开式中项的系数 还是二 项式系数,是 系数和还是二项式系数的和 . 解析   答案  (1)5   (2)2 7 - 1 返回 解析   故展开式中含 x 项的系数为- 15.   答案   (1) - 15   (2)1 令 x = 1 ,得 0 =- 1 + a 1 + a 2 + … + a 7 , 即 a 1 + a 2 + a 3 + … + a 7 = 1. 令 x = 0 , ∴ a 0 = ( - m ) 7 . ∴ m = 1. ∴ a 0 = ( - m ) 7 =- 1. 在 ( x - m ) 7 = a 0 + a 1 x + a 2 x 2 + … + a 7 x 7 中, 返回 课时作业 1. 在 x 2 (1 + x ) 6 的展开式中,含 x 4 项的系数 为 A.30 B.20 C.15 D.10 答案 解析 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2.(2015· 湖南 ) 已知 的 展开式中 含 的 项的系数为 30 ,则 a 等于 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 3.(4 x - 2 - x ) 6 ( x ∈ R ) 展开式中的常数 项是 A. - 20 B. - 15 C.15 D.20 √ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ∵ 12 x - 3 kx = 0 恒成立, ∴ k = 4 , 4.(2015· 湖北 ) 已知 (1 + x ) n 的展开式中第 4 项与第 8 项的二项式系数相等,则奇数项的二项式系数和 为 A.2 9 B.2 10 C.2 11 D.2 12 √ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 5. 若在 ( x + 1) 4 ( ax - 1) 的展开式中, x 4 的系数为 15 ,则 a 的值 为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ∵ ( x + 1) 4 ( ax - 1) = ( x 4 + 4 x 3 + 6 x 2 + 4 x + 1)( ax - 1) , ∴ x 4 的系数为 4 a - 1 = 15 , ∴ a = 4 . 答案 解析 √ 6. 若 (1 + x ) + (1 + x ) 2 + … + (1 + x ) n = a 0 + a 1 (1 - x ) + a 2 (1 - x ) 2 + … + a n (1 - x ) n ,则 a 0 - a 1 + a 2 - a 3 + … + ( - 1) n a n 等于 答案 解析 在展开式中,令 x = 2 ,得 3 + 3 2 + 3 3 + … + 3 n = a 0 - a 1 + a 2 - a 3 + … + ( - 1) n a n , 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 7. 若 ( x + a ) 2 ( - 1) 5 的展开式中常数项为- 1 ,则 a 的值 为 A.1 B.9 C . - 1 或- 9 D.1 或 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 答案 解析 依题意- a 2 + 10 a - 10 =- 1 ,解得 a 2 - 10 a + 9 = 0 ,即 a = 1 或 a = 9. 8.(2016· 北京 ) 在 (1 - 2 x ) 6 的展开式中, x 2 的系数为 _____.( 用数字作答 ) 答案 解析 60 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 9.(2016· 天津 ) 的 展开式中 x 7 的系数为 ________.( 用数字作答 ) 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 - 56 10. 若将函数 f ( x ) = x 5 表示为 f ( x ) = a 0 + a 1 (1 + x ) + a 2 (1 + x ) 2 + … + a 5 (1 + x ) 5 ,其中 a 0 , a 1 , a 2 , … , a 5 为实数,则 a 3 = ________. 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 10 f ( x ) = x 5 = (1 + x - 1) 5 , 11.(1 + x ) 8 (1 + y ) 4 的展开式中 x 2 y 2 的系数是 ________. 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 168 解答 12. 已知 (1 - 2 x ) 7 = a 0 + a 1 x + a 2 x 2 + … + a 7 x 7 . 求: (1) a 1 + a 2 + … + a 7 ; (2) a 1 + a 3 + a 5 + a 7 ; (3) a 0 + a 2 + a 4 + a 6 ; (4)| a 0 | + | a 1 | + | a 2 | + … + | a 7 |. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 令 x = 1 ,则 a 0 + a 1 + a 2 + a 3 + a 4 + a 5 + a 6 + a 7 =- 1 . ① 令 x =- 1 ,则 a 0 - a 1 + a 2 - a 3 + a 4 - a 5 + a 6 - a 7 = 3 7 . ② ( 2)( ① - ② )÷2 , ( 3)( ① + ② )÷2 , (4) 方法一   ∵ (1 - 2 x ) 7 展开式中, a 0 、 a 2 、 a 4 、 a 6 大于零,而 a 1 、 a 3 、 a 5 、 a 7 小于零, ∴ | a 0 | + | a 1 | + | a 2 | + … + | a 7 | = ( a 0 + a 2 + a 4 + a 6 ) - ( a 1 + a 3 + a 5 + a 7 ) = 1 093 - ( - 1 094) = 2 187. 方法二   | a 0 | + | a 1 | + | a 2 | + … + | a 7 | , 即 (1 + 2 x ) 7 展开式中各项的系数和,令 x = 1 , ∴ | a 0 | + | a 1 | + | a 2 | + … + | a 7 | = 3 7 = 2 187. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 13. 求证: 1 + 2 + 2 2 + … + 2 5 n - 1 ( n ∈ N * ) 能被 31 整除 . 证明 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 = 2 5 n - 1 = 32 n - 1 = (31 + 1) n - 1 ∴ 原式能被 31 整除 . *14. 若 展开式 中前三项的系数成等差数列,求: (1) 展开式中所有 x 的有理项; 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解答 ∴ k 为 4 的倍数,又 0 ≤ k ≤ 8 , ∴ k = 0,4,8. 故有理项为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (2) 展开式中系数最大的项 . 解答 设展开式中 T k + 1 项的系数最大, 故展开式中系数最大的项为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14