高三数学一轮、二轮复习配套讲义:第8篇 第8讲 曲线与方程复习配套讲义:第10篇 第3讲 二项式定理 联系客服

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第3讲 二项式定理

[最新考纲]

1.能用计数原理证明二项式定理.

2.会用二项式定理解决与二项展开式有关的简单问题.

知 识 梳 理

1.二项式定理

n1n-1n-rrn*(a+b)n=C0b+?+Crb+?+Cnna+Cnananb(n∈N) 二项式定理 二项展开式 的通项公式 n-rrTr+1=Crb,它表示第r+1项 na二项式系数 1n二项展开式中各项的系数C0n,Cn,?,Cn 2.二项式系数的性质 n-kkn-k(1)0≤k≤n时,Ckn与Cn的关系是Cn=Cn.

(2)二项式系数先增后减中间项最大

nn

当n为偶数时,第2+1项的二项式系数最大,最大值为C2n;当n为奇数时,第n+1n+3n-1n+12项和2项的二项式系数最大,最大值为C2n或C2n.

012n

(3)各二项式系数和:Cn+Cn+Cn+?+Cn=2n, 24135n-1C0. n+Cn+Cn+?=Cn+Cn+Cn+?=2

辨 析 感 悟

1.二项式定理的理解

n-rr(1)Crb是(a+b)n的展开式中的第r项.(×) na

(2)在(1-x)9的展开式中系数最大的项是第5项和第6项.(×) ?2?(3)(教材习题改编)在?x-x?6的二项展开式中,常数项为-160.(√)

??

2.二项式系数的性质

(4)(a+b)n的展开式中某一项的二项式系数与a,b无关.(√)

(5)若(3x-1)7=a7x7+a6x6+?+a1x+a0,则a7+a6+?+a1的值为128.(×) a??

x+?n?4

(6)(·安徽卷改编)若?的展开式中,仅有第5项的二项式系数最大,且x3?

x??1

的系数为7,则实数a=2.(√) [感悟·提升]

n1n-1n-rrn*1.二项式定理(a+b)n=C0b+?+Crb+?+Cnna+Cnananb(n∈N)揭示二项n-rr展开式的规律,一定牢记通项公式Tr+1=Crb是展开式的第r+1项,不是第na

r项,如(1).

2.二项式系数与展开式项的系数的异同

n-rr一是在Tr+1=Crb中,Cr与该项的(字母)系数是两个不nan是该项的二项式系数,

同的概念,前者只指Crn,而后者是字母外的部分,前者只与n和r有关,恒为正,后者还与a,b有关,可正可负,如(2)就是混淆两个概念的区别. 二是二项式系数的最值与增减性与指数n的奇偶性有关,当n为偶数,中间一项的二项式系数最大,如(6);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.

考点一 通项公式及其应用

1??

x-?5的展开式中常数项为A,则A=【例1】 (1)(·浙江卷)设二项式?3??

x??________.

(2)(·新课标全国Ⅱ卷)已知(1+ax)(1+x)5的展开式中x2的系数为5,则a等于( ).

A.-4 B.-3 C.-2 D.-1 解析

(1)Tr+1=Cr5(

x)

5-r?-

??

?

1??r=r3?C5`x?

??1?xr55r?2655

,令2-6r=0,得r=3,∴

A=-C35=-10.

(2)(1+ax)(1+x)5=(1+x)5+ax(1+x)5,

12

又(1+x)5中含有x与x2的项为T2=C5x,T3=C25x. 1∴展开式中x2的系数为C2C5=5,∴a=-1. 5+a·

答案 (1)-10 (2)D

规律方法 (1)二项式定理的核心是通项公式,求解此类问题可以分两步完成:第一步根据所给出的条件(特定项)和通项公式,建立方程来确定指数(求解时要注意二项式系数中n和r的隐含条件,即n,r均为非负整数,且n≥r,如常数项指数为零、有理项指数为整数等);第二步是根据所求的指数,再求所求解的项. (2)求两个多项式的积的特定项,可先化简或利用分类加法计数原理讨论求解. 【训练1】 (1)(·大纲全国卷改编)(1+x)8(1+y)4的展开式中x2y2的系数是________.

a?6?

x-??(a>0)的展开式中x3的系数为A,常数项为B,若B=4A,则(2)设二项式

x??a的值是________.

k4tt

解析 (1)∵(1+x)8的通项为Ck8x,(1+y)的通项为C4y,

kkt2222∴(1+x)8(1+y)4的通项为Ck8C4xy,令k=2,t=2,得xy的系数为C8C4=168.

a?3?

(2)?x-?6展开式的通项Tr+1=(-a)rCrx6-6

2r x??

44

∴A=(-a)2C26,B=(-a)C6,

22由B=4A,得(-a)4C42. 6=4(-a)C6,解之得a=±

又a>0,所以a=2. 答案 (1)168 (2)2

考点二 二项式系数的性质与各项系数和

【例2】 (1)(·青岛模拟)设(1+x)n=a0+a1x+a2x2+?+anxn,若a1+a2+?+an=63,则展开式中系数最大的项是( ). A.15x2 B.20x3 C.21x3 D.35x3

1?1?(2)若?x+x?n的展开式中第3项与第7项的二项式系数相等,则该展开式中x2的

??系数为________.

审题路线 (1)先赋值求a0及各项系数和,进而求得n值,再运用二项式系数性质与通项公式求解.

(2)根据二项式系数性质,由

26Cn=Cn,确定

1

n的值,求出x2的系数.

解析 (1)∵(1+x)n=a0+a1x+a2x2+?+anxn, 令x=0,得a0=1.

令x=1,则(1+1)n=a0+a1+a2+?+an=64,∴n=6, 又(1+x)6的展开式二项式系数最大项的系数最大,

33

∴(1+x)6的展开式系数最大项为T4=C36x=20x. 26(2)由题意知,Cn=Cn,∴n=8.

-?1?r-

?x?=Cr∴Tr+1=Crx8r·x82r, 8·8·??

153

当8-2r=-2时,r=5,∴x2的系数为C8=C8=56. 答案 (1)B (2)56

规律方法 (1)第(1)小题求解的关键在于赋值,求出a0与n的值;第(2)小题在求

7解过程中,常因把n的等量关系表示为C3n=Cn,而求错n的值.

(2)求解这类问题要注意:①区别二项式系数与展开式中项的系数,灵活利用二项式系数的性质;②根据题目特征,恰当赋值代换,常见的赋值方法是使得字母因式的值或目标式的值为1,-1.

2?n?

【训练2】 (1)二项式?x+x2?的展开式中只有第6项的二项式系数最大,则展

??开式中常数项是( ).

A.180 B.90 C.45 D.360

a1a2a3a2014(2)若(1-2x)=a0+a1x+a2x2+?+ax(x∈R),则2+22+23+?+22014的值为________.

解析 (1)由二项式系数的性质,得

n=10,∴Tr+1=Cr10(

5?r?2?2x)10-r?2?r=2rCr10·

?x?

x5,

52令5-2r=0,则r=2,从而T3=4C10=180. (2)令x=0,得a0=(1-0)=1.

1a1a2a2014令x=2,则a0+2+22+?+22014=0, a1a2a2014

∴2+22+?+22014=-1.