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二项式定理专题复习教学内容

二项式定理知识点、题型与方法归纳一.知识梳理1.二项式定理:)()(*110N n b C b a C b a C a C b a n n n r r n r n n n n n n ∈+++++=+--ΛΛ.其中),,2,1,0(n r C rn Λ=叫二项式系数.式中的r rn r n b aC -叫二项展开式的通项,用1+r T 表示,即通项rr n r n r b a C T -+=1.2.二项展开式形式上的特点: (1)项数为n +1;(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 按降幂排列,从第一项开始,次数由n 逐项减1直到零;字母b 按升幂排列,从第一项起,次数由零逐项增1直到n .(4)二项式的系数从C 0n ,C 1n ,一直到C n -1n ,C n n .3.二项式系数的性质:(1)对称性:与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等.即r n r n n C C -=(2)增减性与最大值:二项式系数C k n ,当k <n +12时,二项式系数逐渐增大.由对称性知它的后半部分是逐渐减小的;当n 是偶数时,中间一项2nn C 取得最大值;当n 是奇数时,中间两项1122n n nnCC-+=取得最大值.(3)各二项式系数和:C 0n +C 1n +C 2n +…+C r n +…+C n n=2n ; C 0n +C 2n +C 4n +…=C 1n +C 3n +C 5n +…=2n -1. 一个防范运用二项式定理一定要牢记通项T r +1=C r n an -r b r,注意(a +b )n 与(b +a )n 虽然相同,但具体到它们展开式的某一项时是不同的,一定要注意顺序问题,另外二项展开式的二项式系数与该项的(字母)系数是两个不同的概念,前者只指C r n ,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. 两种应用(1)通项的应用:利用二项展开式的通项可求指定的项或指定项的系数等.(2)展开式的应用:利用展开式①可证明与二项式系数有关的等式;②可证明不等式;③可证明整除问题;④可做近似计算等. 三条性质(1)对称性;(2)增减性;(3)各项二项式系数的和; 二.题型示例【题型一】求()nx y +展开特定项例1:(1+3x )n (其中n ∈N *且n ≥6)的展开式中x 5与x 6的系数相等,则n =( ) BA.6B.7C.8D.9例2:⎝⎛⎭⎫x y -y x 8的展开式中x 2y 2的系数为________.(用数字作答) 70 【题型二】求()()m na b x y +++展开特定项例1:在(1-x )5+(1-x )6+(1-x )7+(1-x )8的展开式中,含x 3的项的系数是( ) D A .74B .121C .-74D .-121【题型三】求()()mna b x y +⋅+展开特定项例1:已知(1+ax )(1+x )5的展开式中x 2的系数为5,则a =( ) DA.-4B.-3C.-2D.-1例2:在(1+x )6(1+y )4的展开式中,记x m y n 项的系数为f (m ,n ),则f (3,0)+f (2,1)+f (1,2)+f (0,3)=( ) C A .45 B .60C .120D .210例3:若数列{}n a 是等差数列,且6710a a +=,则在1212()()()x a x a x a ---L 的展开式中,11x 的系数为___.60-【题型四】求()nx y z ++展开特定项例1:求⎝⎛⎭⎫x 2+1x +25(x >0)的展开式经整理后的常数项.解:⎝⎛⎭⎫x 2+1x +25在x >0时可化为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+1x 10,因而T r +1=C r 10⎝⎛⎭⎫1210-r ()x 10-2r ,则r =5时为常数项,即C 510·⎝⎛⎭⎫125=6322.例2:若将10)(z y x ++展开为多项式,经过合并同类项后它的项数为( ).DA .11B .33C .55D .66解:展开后,每一项都形如a b cx y z ,其中10a b c ++=,该方程非负整数解的对数为210266C +=。

例3:(x 2+x +y )5的展开式中,x 5y 2的系数为( ) A .10 B .20 C .30 D .60解析 易知T r +1=C r 5(x 2+x )5-r y r ,令r =2,则T 3=C 25(x 2+x )3y 2,对于二项式(x 2+x )3,由T t +1=C t 3(x 2)3-t x t =C t 3x 6-t ,令t =1,所以x 5y 2的系数为C 25C 13=30.【题型五】二项式展开逆向问题例1:(2013·广州毕业班综合测试)若C 1n +3C 2n +32C 3n +…+3n -2C n -1n +3n -1=85,则n 的值为( ) A.3 B.4 C.5 D.6解:由C 1n +3C 2n +…+3n -2C n -1n +3n -1=13[(1+3)n -1]=85,解得n =4.故选B. 【题型六】赋值法求系数(和)问题例1:已知(1-2x )7=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 7x 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.解: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=37.② (1)∵a 0=C 07=1,∴a 1+a 2+a 3+…+a 7=-2.(2)(①-②)÷2,得a 1+a 3+a 5+a 7=-1-372=-1094.③(3)(①+②)÷2,得a 0+a 2+a 4+a 6=-1+372=1093.④(4)∵(1-2x )7的展开式中,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),∴所求即为④-③(亦即②),其值为2187.点拨:①“赋值法”普遍运用于恒等式,是一种处理二项式相关问题比较常用的方法.对形如(ax +b )n ,(ax 2+bx +c )m (a ,b ,c ∈R )的式子求其展开式各项系数之和,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 1x +a 2x 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+…=f (1)+f (-1)2,偶数项系数之和为a 1+a 3+a 5+…=f (1)-f (-1)2.例2:设⎝⎛⎭⎫22+x 2n =a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 2n x 2n ,则(a 0+a 2+a 4+…+a 2n )2-(a 1+a 3+a 5+…+a 2n -1)2=________. 解:设f (x )=⎝⎛⎭⎫22+x 2n ,则(a 0+a 2+a 4+…+a 2n )2-(a 1+a 3+a 5+…+a 2n -1)2=(a 0+a 2+a 4+…+a 2n -a 1-a 3-a 5-…-a 2n -1)(a 0+a 2+a 4+…+a 2n +a 1+a 3+a 5+…+a 2n -1)=f (-1)·f (1) =⎝⎛⎭⎫22-12n ·⎝⎛⎭⎫22+12n =⎝⎛⎭⎫-122n =⎝⎛⎭⎫14n . 例3:已知(x +1)2(x +2)2014=a 0+a 1(x +2)+a 2(x +2)2+…+a 2016(x +2)2016,则a 12+a 222+a 323+…+a 201622016的值为______.解:依题意令x =-32,得⎝⎛⎭⎫-32+12⎝⎛⎭⎫-32+22014=a 0+a 1⎝⎛⎭⎫-32+2+a 2⎝⎛⎭⎫-32+22+…+a 2016⎝⎛⎭⎫-32+22016,令x =-2得a 0=0,则a 12+a 222+a 323+…+a 201622016=⎝⎛⎭⎫122016.【题型七】平移后系数问题例1: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=____________.解法一:令x +1=y ,(y -1)5=a 0+a 1y +a 2y 2+…+a 5y 5,故a 3=C 25(-1)2=10.解法二:由等式两边对应项系数相等.即:⎩⎪⎨⎪⎧a 5=1,C 45a 5+a 4=0,C 35a 5+C 34a 4+a 3=0,解得a 3=10.解法三:对等式:f (x )=x 5=a 0+a 1(1+x )+a 2(1+x )2+…+a 5(1+x )5两边连续对x 求导三次得:60x 2=6a 3+24a 4(1+x )+60a 5(1+x )2,再运用赋值法,令x =-1得:60=6a 3,即a 3=10.故填10. 【题型八】二项式系数、系数最大值问题例1:⎝⎛⎭⎫x +12x n的展开式中第五项和第六项的二项式系数最大,则第四项为________. 解析 由已知条件第五项和第六项二项式系数最大,得n =9,⎝⎛⎭⎫x +12x 9展开式的第四项为T 4=C 39·(x )6·⎝⎛⎭⎫12x 3=212.例2:把(1-x )9的展开式按x 的升幂排列,系数最大的项是第________项 A .4B .5C .6D .7解析 (1-x )9展开式中第r +1项的系数为C r 9(-1)r,易知当r =4时,系数最大,即第5项系数最大,选B.例3:(1+2x )n 的展开式中第6项与第7项的系数相等,求展开式中二项式系数最大的项和系数最大的项.解:T 6=C 5n (2x )5,T 7=C 6n (2x )6,依题意有C 5n ·25=C 6n ·26,解得n =8.所以(1+2x )8的展开式中,二项式系数最大的项为T 5=C 48·(2x )4=1 120x 4.设第r +1项系数最大,则有⎩⎪⎨⎪⎧C r 8·2r ≥C r -18·2r -1,C r 8·2r ≥C r +18·2r +1,解得5≤r ≤6.所以r =5或r =6,所以系数最大的项为T 6=1 792x 5或T 7=1 792x 6.点拨:(1)求二项式系数最大项:①如果n 是偶数,则中间一项⎝⎛⎭⎫第n2+1项的二项式系数最大;②如果n 是奇数,则中间两项(第n +12项与第n +12+1项)的二项式系数相等并最大.(2)求展开式系数最大项:如求(a +bx )n (a ,b ∈R )的展开式系数最大的项,一般是采用待定系数法,列出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧A r ≥A r -1,A r ≥A r +1,从而解出r ,即得展开式系数最大的项.【题型九】两边求导法求特定数列和例1:若(2x -3)5=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4+a 5x 5,则a 1+2a 2+3a 3+4a 4+5a 5=________.解析 原等式两边求导得5(2x -3)4·(2x -3)′=a 1+2a 2x +3a 3x 2+4a 4x 3+5a 5x 4,令上式中x =1,得a 1+2a 2+3a 3+4a 4+5a 5=10. 【题型十】整除问题例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 解析 512 012+a =(52-1)2 012+a=C 02 012·522 012-C 12 012·522 011+…+C 2 0112 012×52·(-1)2 011+C 2 0122 012·(-1)2 012+a , ∵C 02 012·522 012-C 12 012·522 011+…+C 2 0112 012×52·(-1)2 011能被13整除. 且512 012+a 能被13整除,∴C 2 0122 012·(-1)2 012+a =1+a 也能被13整除. 因此a 可取值12.例2:已知m 是一个给定的正整数,如果两个整数a ,b 除以m 所得的余数相同,则称a 与b 对模m 同余,记作a ≡b (mod m ),例如:5≡13(mod 4).若22015≡r (mod 7),则r 可能等于( )A.2013B.2014C.2015D.2016解:22015=22×23×671=4×8671=4(7+1)671=4(7671+C 16717670+…+C 6706717+1).因此22015除以7的余数为4.经验证,只有2013除以7所得的余数为4.故选A. 三.自我检测1、(2013·青岛一检)“n =5”是“⎝⎛⎭⎪⎫2x +13x n(n ∈N *)的展开式中含有常数项”的( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件2、已知C 0n +2C 1n +22C 2n +23C 3n +…+2n C n n =729,则C 1n +C 2n +C 3n +…+C n n 等于( )A .63B .64C .31D .323、组合式C 0n -2C 1n +4C 2n -8C 3n +…+(-2)n C n n 的值等于 ( )A .(-1)nB .1C .3nD .3n -14、若(1+x +x 2)6=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 12x 12,则a 2+a 4+…+a 12=________.5、已知(1+x )10=a 0+a 1(1-x )+a 2(1-x )2+…+a 10(1-x )10,则a 8=( ) A .-180B .180C .45D .-456、(1+2x )3(1-x )4展开式中x 项的系数为 ( ) A .10B .-10C .2D .-27、(1+x )8(1+y )4的展开式中x 2y 2的系数是________.8、在3450(1)(1)(1)x x x ++++++L 的展开式中,3x 的系数为( )A. 351CB. 450CC. 451CD. 447C9、在(x +1)(2x +1)…(nx +1)(n ∈N *)的展开式中一次项系数为( )A .C 2nB .C 2n +1 C .C n -1n D.12C 3n +1 10、(2015·安徽合肥二检)(x 2-x +1)10展开式中x 3项的系数为________。

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