10.5 二项式定理
●知识梳理
1.二项展开式的通项公式是解决与二项式定理有关问题的基础.2.二项展开式的性质是解题的关键.3.利用二项式展开式可以证明整除性问题,讨论项的有关性质,证明组合数恒等式,进行近似计算等.●点击双基
9291.已知(1-3x)=a0+a1x+a2x+…+a9x,则|a0|+|a1|+|a2|+…+|a9|等于
999A.
2 B.4
C.
3 D.1 解析:x的奇数次方的系数都是负值,
∴|a0|+|a1|+|a2|+…+|a9|=a0-a1+a2-a3+…-a9.∴已知条件中只需赋值x=-1即可.答案:B 2.(2004年江苏,7)(2x+x)的展开式中x的系数是 A.6
4
42B.12
4
C.24
4
2
D.48 解析:(2x+x)=x(1+2x),在(1+2x)中,x的系数为C24·2=24.答案:C 3.(2004年全国Ⅰ,5)(2x-A.14
33
1x)的展开式中常数项是
C.42
3
77
B.-14
D.-42
r7r
)=C72·
r解析:设(2x-1xr)的展开式中的第r+1项是Tr1=C7(2x)7r(-
1xr3(7x)r2(-1)·x,
当-r61+3(7-r)=0,即r=6时,它为常数项,∴C67(-1)·2=14.23213答案:A 4.(2004年湖北,文14)已知(x+x
5)的展开式中各项系数的和是128,则展开式
n中x的系数是_____________.(以数字作答)
解析:∵(x+x3213)的展开式中各项系数和为128,
nn∴令x=1,即得所有项系数和为2=128.
r∴n=7.设该二项展开式中的r+1项为Tr1=C7(x)7r·(x3213r)=C7·xr6311r6,
令6311r5=5即r=3时,x项的系数为C37=35.6答案:35
5.若(x+1)=x+…+ax+bx+cx+1(n∈N),且a∶b=3∶1,那么n=_____________.2解析:a∶b=C3n∶Cn=3∶1,n=11.nn32*答案:11 ●典例剖析
【例1】 如果在(x+理项.解:展开式中前三项的系数分别为1,由题意得2×
124x)的展开式中,前三项系数成等差数列,求展开式中的有
nnn(n1),, 28n(n1)n=1+,得n=8.281·xr2163r4设第r+
1r项为有理项,Tr1=C8·
,则r是4的倍数,所以r=0,4,8.351x,T9=.28256x评述:求展开式中某一特定的项的问题常用通项公式,用待定系数法确定r.
13【例2】 求式子(|x|+-2)的展开式中的常数项.
|x|11113解法一:(|x|+-2)=(|x|+-2)(|x|+-2)(|x|+-2)得到|x||x||x||x|13常数项的情况有:①三个括号中全取-2,得(-2);②一个括号取|x|,一个括号取,
|x|有理项为T1=x,T5=41一个括号取-2,得C13C2(-2)=-12,
∴常数项为(-2)+(-12)=-20.解法二:(|x|+31136-2)=(|x|-).|x||x|设第r+1项为常数项,
r则Tr1=C6·(-1)·(r1r6r)·|x|6r=(-1)·C6·|x|62r,得6-2r=0,r=3.|x|∴T3+1=(-1)·C36=-20.3思考讨论
(1)求(1+x+x+x)(1-x)的展开式中x的系数; 23
7
444-4)的展开式中的常数项; x34503(3)求(1+x)+(1+x)+…+(1+x)的展开式中x的系数.(2)求(x+1x4746444解:(1)原式=(1-x)=(1-x)(1-x),展开式中x的系数为(-1)C6-
1x1=14.
- 2
1.一串装饰彩灯由灯泡串联而成,每串有20个灯泡,只要有一只灯泡坏了,整串灯泡就不亮,则因灯泡损坏致使一串彩灯不亮的可能性的种数为
20A.20 B.2C.2D.2-1 220解析:C120+C20+…+C20=2-1.
20答案:D 2.(2004年福建,文9)已知(x-则展开式中各项系数的和是
8 A.2B.3r解析:Tr1=C8·x8-r-1
a8
)展开式中常数项为1120,其中实数a是常数,x
C.1或3
r8-2r8
D.1或2
8r·(-ax)=(-a)C8·xr.令8-2r=0,∴r=4.4∴(-a)C8=1120.∴a=±2.4当a=2时,令x=1,则(1-2)=1.
88当a=-2时,令x=-1,则(-1-2)=3.答案:C 3.(2004年全国Ⅳ,13)(x-
8
1x)展开式中x的系数为_____________.
85
r解析:设展开式的第r+1项为Tr1=C8x8-r·(-
1xr)=(-1)C8xrr83r2.令8-3r522=5得r=2时,x的系数为(-1)·C8=28.21xxr答案:28 4.(2004年湖南,理15)若(x+
323
)的展开式中的常数项为84,则n=_____________.
93nr2n解析:Tr1=Crn(x)3
n-r·(x)=Crn·x.9r=0,∴2n=3r.2∴n必为3的倍数,r为偶数.令3n-
6试验可知n=9,r=6时,Crn=C9=84.答案:9 5.已知(xlgx+1)展开式中,末三项的二项式系数和等于22,二项式系数最大项为20000,n求x的值.2n1n解:由题意Cnn+Cn+Cn=22, 10即C2n+Cn+Cn=22,
∴n=6.∴第4项的二项式系数最大.lgx∴C3)=20000,即x6(x3
3lgx=1000.∴x=10或x=1.10培养能力
652116.若(1+x)(1-2x)=a0+a1x+a2x+…+a11x.求:(1)a1+a2+a3+…+a11; (2)a0+a2+a4+…+a10.65211解:(1)(1+x)(1-2x)=a0+a1x+a2x+…+a11x.令x=1,得 a0+a1+a2+…+a11=-26,
又a0=1,
6所以a1+a2+…+a11=-2-1=-65.(2)再令x=-1,得
a0-a1+a2-a3+…-a11=0.
①+②得a0+a2+…+a10=
①
②
16
(-2+0)=-32.2评述:在解决此类奇数项系数的和、偶数项系数的和的问题中常用赋值法,令其中的字母等于1或-1.mn127.在二项式(ax+bx)(a>0,b>0,m、n≠0)中有2m+n=0,如果它的展开式里最大系数项恰是常数项.(1)求它是第几项;(2)求r解:(1)设Tr1=C12(ax)
ma的范围.br·(bx)=C12anr12-rrm(12-r)+nr12-rbx为常数项,则有m(12-r)+nr=0,即m(12-r)-2mr=0,∴r=4,它是第5项.(2)∵第5项又是系数最大的项,
43C12ab≥C12ab, 84
93
②
①
∴有 45C12ab≥C12ab. 8475
12111098412111093
ab≥ab,
43232a99∵a>0,b>0,∴ b≥a,即≤.44ba88a9由②得≥,∴≤≤.5b4b5由①得8.在二项式(x+124x)的展开式中,前三项的系数成等差数列,求展开式中的有理项.
n分析:根据题意列出前三项系数关系式,先确定n,再分别求出相应的有理项.解:前三项系数为C0n,
11121220Cn,Cn,由已知C1=C+Cn,即n-9n+8=0, nn244解得n=8或n=1(舍去).
rTr1=C8(x)(2x)8-r4-rr=C8·
414.·xr23r∵4-3r∈Z且0≤r≤8,r∈Z, 44∴r=0,r=4,r=8.∴展开式中x的有理项为T1=x,T5=评述:展开式中有理项的特点是字母x的指数4-探究创新
9.有点难度哟!
351x,T9= x-2.82563r3r∈Z即可,而不需要指数4-∈N.441n*)
11[1()n1]1111111n12++…+2.所以2
nr1.在使用通项公式Tr1=Crb时,要注意: nar(1)通项公式是表示第r+1项,而不是第r项.(2)展开式中第r+1项的二项式系数Crn与第r+1项的系数不同.(3)通项公式中含有a,b,n,r,Tr1五个元素,只要知道其中的四个元素,就可以求出第五个元素.在有关二项式定理的问题中,常常遇到已知这五个元素中的若干个,求另外几个元素的问题,这类问题一般是利用通项公式,把问题归纳为解方程(或方程组).这里必须注意n是正整数,r是非负整数且r≤n.2.证明组合恒等式常用赋值法.●教师下载中心 教学点睛
1.要正确理解二项式定理,准确地写出二项式的展开式.2.要注意区分项的系数与项的二项式系数.3.要注意二项式定理在近似计算及证明整除性中的应用.4.通项公式及其应用是二项式定理的基本问题,要熟练掌握.拓展题例
10343【例题】 求(a-2b-3c)的展开式中含abc项的系数.10解:(a-2b-3c)=(a-2b-3c)(a-2b-3c)…(a-2b-3c),从10个括号中任取3
个括号,从中取a;再从剩余7个括号中任取4个括号,从中取-2b;最后从剩余的3个括号
343434中取-3c,得含abc的项为C10aC7·(-2b)C33(-3c)=C10C7C32(-3)abc.所以343
3
4
3
334334含abc项的系数为-C10C7×16×27.343