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- 2021-07-01 发布
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第三节 二项式定理
☆☆☆2017考纲考题考情☆☆☆
考纲要求
真题举例
命题角度
会用二项式定理解决与二项展开式有关的简单问题。
2016,全国卷Ⅰ,13,5分(求特殊项系数)
2016,北京卷,10,5分(求特殊项系数)
2015,全国卷Ⅰ,10,5分(求特殊项系数)
2014,全国卷Ⅰ,13,5分(求特殊项系数)
以考查二项展开式、通项公式及二项式系数的性质为主,赋值法求系数的和也是考查的热点,题型以选择题、填空题为主,要求相对较低。
微知识 小题练
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1.二项式定理
(a+b)n=Can+Can-1b+…+Can-kbk+…+Cbn(n∈N*)。
2.二项展开式的通项
第k+1项为:Tk+1=Can-kbk。
3.二项式系数
二项展开式中各项的二项式系数为C(k=0,1,2,…,n)。
4.二项式系数的性质
性质
性质描述
对称性
与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等,即C=C
增减性
二项式系数C
当k<(n∈N*)时,是递增的
当k>(n∈N*)时,是递减的
最大值
当n为偶数时,中间的一项Cn取得最大值
当n为奇数时,中间的两项Cn和Cn取得最大值
5.二项式系数和的性质
(1)(a+b)n的展开式的各个二项式系数的和等于C+C+C+…+C,即2n。
(2)二项展开式中,偶数项的二项式系数的和等于奇数项的二项式系数的和,即C+C+C+…=C+C+C+…=2n-1。
微点提醒
1.二项式定理中,通项公式Tk+1=Can-kbk是展开式的第k+1项,不是第k项。
2.(1)二项式系数与展开式中项的系数是两个不同的概念,在Tk+1=Can-kbk中,C是该项的二项式系数,该项的系数还与a,b有关。
(2)二项式系数的最值和增减性与指数n的奇偶性有关。当n为偶数时,中间一项的二项式系数最大;当n为奇数时,中间两项的二项式系数相等,且同时取得最大值。
小|题|快|练
一 、走进教材
1.(选修2-3P31练习T4)(x-1)10的展开式的第6项的系数是( )
A.C B.-C
C.C D.-C
【解析】 二项式的通项为Tr+1=Cx10-r(-1)r,当r=5时,C(-1)r=-C。故选D。
【答案】 D
2.(选修2-3P35练习T1(2)改编)化简:C+C+…+C=________。
【解析】 因为C+C+C+…+C=22n,
所以C+C+…+C=(C+C+…+C)=22n-1
【答案】 22n-1
二、双基查验
1.(x-y)n的二项展开式中,第m项的系数是( )
A.C B.C
C.C D.(-1)m-1C
【解析】 (x-y)n展开式中第m项的系数为
C(-1)m-1。故选D。
【答案】 D
2.已知C+2C+22C+23C+…+2nC=729,则C+C+C+…+C等于( )
A.63 B.64
C.31 D.32
【解析】 逆用二项式定理得C+2C+22C+23C+…+2nC=(1+2)n=3n=729,即3n=36,所以n=6,所以C+C+C+…+C=2n-C=26-C=64-1=63。故选A。
【答案】 A
3.已知7的展开式的第4项等于5。则x等于( )
A. B.-
C.7 D.-7
【解析】 7的展开式中T4=Cx43=5,所以x=-。故选B。
【答案】 B
4.(2016·全国卷Ⅰ)(2x+)5的展开式中,x3的系数是________。(用数字作答)
【解析】 由(2x+)5得Tr+1=C(2x)5-r()r=25-rCx5-,令5-=3得r=4,此时系数为10。
【答案】 10
5.在二项式5的展开式中,含x项的系数是-80,则实数a的值为________。
【解析】 二项式5的展开式的通项为Tr+1=C(x2)5-rr=C(-a)rx10-3r,令10-3r=1,得r=3。故含x项的系数是C(-a)3=-80,解得a=2。
【答案】 2
微考点 大课堂
考点一
二项展开式的特定项或系数问题多维探究
角度一:二项展开式的特定项或系数
【典例1】 (1)(2016·北京高考)在(1-2x)6的展开式中,x2的系数为________。(用数字作答)
(2)(x-y)(x+y)8的展开式中x2y7的系数为________。(用数字作答)
【解析】 (1)(1-2x)6的展开式的通项Tr+1=C(-2)rxr,当r=2时,T3=C(-2)2x2=60x2,所以x2的系数为60。
(2)因为(x+y)8的展开式的通项为Tk+1=Cx8-kyk(0≤k≤8,k∈N),
当k=7时,T8=Cxy7=8xy7,当k=6时,T7=Cx2y6=28x2y6,
所以(x-y)(x+y)8的展开式中x2y7的项为x·8xy7+(-y)·28x2y6=-20x2y7,故系数为-20。
【答案】 (1)60 (2)-20
角度二:多项展开式的特定项或系数
【典例2】 (1)(x2+x+y)5的展开式中,x5y2的系数为( )
A.10 B.20 C.30 D.60
(2)5的展开式中的常数项为________。(用数字作答)
【解析】 (1)(x2+x+y)5=[(x2+x)+y]5,
含y2的项为T3=C(x2+x)3·y2。
其中(x2+x)3中含x5的项为Cx4·x=Cx5。
所以x5y2的系数为CC=30。故选C。
(2)原式=5=·[(x+)2]5=(x+)10。
求原式的展开式中的常数项,转化为求(x+)10的展开式中含x5项的系数,即C·()5。
所以所求的常数项为=。
【答案】 (1)C (2)
反思归纳 1.所谓二项展开式的特定项,是指展开式中的某一项,如第n项、常数项、有理项、字母指数为某些特殊值的项。求解时,先准确写出通项Tr+1=Can-rbr,再把系数与字母分离出来(注意符号),根据题目中所指定的字母的指数所具有的特征,列出方程或不等式来求解即可。
2.多项展开式问题一般是转化为二项展开式问题解决。
考点二
二项式系数的性质应用
【典例3】 (1)设(1+x)n=a0+a1x+a2x2+a3x3+…+anxn,若a1+a2+a3+…+an=63,则展开式中系数最大的项是( )
A.15x2 B.20x3
C.21x3 D.35x3
(2)若(2x+3)3=a0+a1(x+2)+a2(x+2)2+a3(x+2)3,则a0+a1+2a2+3a3=________。
【解析】 (1)在(1+x)n=a0+a1x+a2x2+a3x3+…+anxn中,令x=1可得a0+a1+a2+a3+…+an=2n;令x=0可得a0=1。依题意得:2n-1=63,解得:n=6,所以展开式中系数最大的项为Cx3=20x3。故选B。
(2)令x=-2得a0=-1。
令x=0得27=a0+2a1+4a2+8a3。
因此a1+2a2+4a3=14。
因为C(2x)3·30=a3·x3。
所以a3=8。
所以a1+2a2+3a3=14-a3=6。
所以a0+a1+2a2+3a3=-1+6=5。
【答案】 (1)B (2)5
反思归纳 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,常用赋值法,只需令x=1即可。
2.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。
3.若f(x)=a0+a1x+a2x2+…+anxn,则f(x)展开式中各项系数之和为f(1),奇数项系数之和为a0+a2+a4+…=,偶数项系数之和为a1+a3+a5+…=。
【变式训练】 (2016·长春模拟)若(x2+1)(x-3)9=a0+a1(x-2)+a2(x-2)2+a3(x-2)3+…+a11(x-2)11,则a1+a2+…+a11的值为( )
A.0 B.-5
C.5 D.255
【解析】 令x=2得a0=-5,令x=3得a0+a1+a2+…+a11=0,所以a1+a2+…+a11=-a0=5。
【答案】 C
考点三
二项式定理的应用
【典例4】 (1)设a∈Z,且0≤a<13,若512 012+a能被13整除,则a=( )
A.0 B.1
C.11 D.12
(2)1.028的近似值是________。(精确到小数点后三位)
【解析】 (1)512 012+a=(52-1)2 012+a=C·522 012-C·522 011+…+C×52·(-1)2 011+C·(-1)2 012+a,
∵C·522 012-C·522 011+…+C×52·(-1)2 011能被13整除,且512 012+a能被13整除,
∴C·(-1)2 012+a=1+a也能被13整除,且0≤a<13,因此a的值为12。
(2)1.028=(1+0.02)8≈C+C·0.02+C·0.022+C·0.023≈1.172。
【答案】 (1)D (2)1.172
反思归纳 1.整除问题的解题思路
利用二项式定理找出某两个数(或式)之间的倍数关系,是解决有关整除问题和余数问题的基本思路,关键是要合理地构造二项式,并将它展开进行分析判断。
2.求近似值的基本方法
利用二项式定理进行近似计算:当n不很大,|x|比较小时,(1+x)n≈1+nx。
【变式训练】 1-90C+902C-903C+…+(-1)k90kC+…+9010C除以88的余数是( )
A.-1 B.1
C.-87 D.87
【解析】 1-90C+902C+…+(-1)k90kC+…+9010C=(1-90)10=8910=(88+1)10=8810+C889+…+C88+1,∵前10项均能被88整除,∴余数是1。
【答案】 B
微考场 新提升
1.(2016·潍坊联考)在6的二项展开式中常数项是( )
A.-120 B.-60
C.120 D.60
解析 二项展开式的通项公式为Tr+1=C()6-r·r=C(-2)rx3-r,令3-r=0,得r=2,所以常数项为C(-2)2=60。
答案 D
2.(2016·辽宁五校联考)若n展开式中只有第6项的二项式系数最大,则展开式的常数项是( )
A.360 B.180
C.90 D.45
解析 展开式中只有第6项的二项式系数最大,则展开式总共11项,所以n=10,通项公式为Tr+1=C()10-r·r=C2rx5-r,令5-r=0,得r=2,所以r=2时,常数项为180。
答案 B
3.(2017·厦门模拟)(1-2x)2 014=a0+a1x+…+a2 014x2 014(x∈R),则++…+的值为( )
A.2 B.0
C.-1 D.-2
解析 令x=得a0+++…+=0,
令x=0得a0=1,
所以++…+=-1。
答案 C
4.(2016·天津高考)8的展开式中x7的系数为________。(用数字作答)
解析 二项展开式的通项Tr+1=C(x2)8-rr=(-1)rCx16-3r,令16-3r=7,得r=3,故x7的系数为-C=-56。
答案 -56
5.(2016·皖南八校联考)(x2-4x+4)5的展开式中x的系数是________。
解析 由(x2-4x+4)5=(x-2)10,得二项展开式的通项为Tr+1=Cx10-r(-2)r,所以x的系数为(-2)9C=-5 120。
答案 -5 120