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高考数学-二项式定理11种题型解题技巧

高考数学-二项式定理11种题型解题技巧
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高考数学

二项式定理知识点及 11 种答题技巧

1.二项式定理:

(a b)n

C n

0a n C 1n a n 1b L C n r a n r b r L C n n b n

(n N ),

2.基本概念:

①二项式展开式:右边的多项式叫做 (a b)n

的二项展开式。 ②二项式系数 :展开式中各项的系数 C n r

(r 0,1,2, ,n) . ③项数:共 (r 1)项,是关于 a 与 b 的齐次多项式

④通项:展开式中的第 r 1项 C n r

a n r

b r

叫做二项式展开式的通项。用 T r 1 C n

r

a n r

b r

表示。 3.注意关键点:

①项数:展开式中总共有 (n 1) 项。

②顺序:注意正确选择 a , b ,其顺序不能更改。 (a b)n

与(b a)n

是不同的。 ③指

数:

a 的指数从 n 逐项减到 0,是降幂排列。

b 的指数从 0逐项减到 n ,是升幂

排列。各项的 次数和等于 n . ④系数:注意正确区分二项式系数与项的系数,二项式系数依次是

C n 0,C 1n ,C n 2, ,C n r , ,C n n

.项的系

数是 a 与 b 的系数(包括二项式系数) 。

4.常用的结论:

令 a 1,b x, (1 x)n C n 0 C n 1x C n 2x 2 L C n r x r L C n n x n

(n N )

令 a 1,b x, (1 x)n C n 0 C n 1x C n 2x 2

L C n r x r L ( 1)n C n n x n

(n N )

5.性质:

①二项式系数的对称性: 与首末两端“对距离” 的两个二项式系数相等, 即C n

C n n ,···C n k C n k 1 ②二项式系数和:令 a b 1, 则二项式系数的和为

C n 0 C 1n C n 2 L C n r

L

nn

C

n

变形式 C n 1 C n 2 L C n r L C n n

2n

1。

③奇数项的二项式系数和 =偶数项的二项式系数和:

在二项式定理中,令 a 1,b 1 ,则 C n 0 C n 1 Cn

2

Cn

3 L ( 1)n C n n

(1 n

1)n 0 ,

题型一:二项式定理的逆用; 例: C 1

n C n 2

6 C n 3

62

L C n n

6n 1

解: (1 6)n

C n 0

C n

1 6 C n 2

62

C n 3

63

L

1

2

3 2

n n1

11 C n C n 6 C n 62 L

C

n 6n 1 6 (C n 1 6 16(C n 0

C n 1 6 C n 2 62 L C n n 6 n

1) 练: C 1n 3C n 2 9C n 3 L 3n

1n C n

解:设

S n

C 1n 3C n 2 9C n 3 L3

n 1 n

C

n

3S n

C n 1

3 22

Cn 23

2

Cn 33

3

L

Cn n 3

n

C 0

C

n

S n

(1 3)n 1 4n

1

3

3

C n n 6n

与已知的有一些差距,

6 C n 2 62 L C n n 6n

) 1 n 1 n

[(1 6) n 1] (7 n 1) 66 C 13 C 232 C 333 L C n 3n 1 (1 3)n

1

取得最大值。

⑥系数的最大项:求 (a bx)n

展开式中最大的项,一般采用待定系数法。设展开式中各项系数分别

A

r 1 A r

,从而解出 r

来。

A

r 1 A r 2

(a

n0 x) C n a n0

x 1n C n a 1

x Cn 2a

n

22 x L n 0 n 1 C n a x a 0 a 1x 2

a 2x (x a)n C n 0a 0n x C n 1ax n1 C n 2a 2 n2 x L n n 0 n C n a x a n x L 2 a 2x

令x 1, 则 a 0 a 1 a 2 a 3L a n (a 1)n ①

令x 1,则a 0 a 1 a 2 a 3 L a n

(a 1) n ②

① ②得 ,a 0 a 2 a 4L a n (a 1)n (a 2 1) (奇数项的系数

)

① ②得 ,a 1 a 3 a 5L a n (a 1)n

(a 2 1)

(偶数项的系数和 )

④奇数项的系数和与偶数项的系数和: n

L a n x 1 a 1x a 0 ⑤二项式系数的最大项: 如果二项式的幂指数 n 是偶数时, 则中间一项的二项式系数

从而得到: C n 0 C n 2 C n 4 C n 2r C n 1 C n 3 L C n 2r 1

1

2n

2n

n

C n 2 取得最大

值。 如果二项式的幂指数 n 是奇数时,则中间两项的二项式系数 n 1 n 1

C n 2 , C n 2

同时

为 A 1, A 2, ,A n 1 ,设第 r 1项系数最大,应有

二项式定理的十 种考题的解法】

6

所以当 r

3 时,

27 r

4 , T 4 ( 1)3C 93x 4

84x 4

n

题型二:利用通项公式求 x 的系数; 例:在二项式 (4 1 3

x 2 ) n

的展开式中倒数第 3项的

系数为 45 ,求含有 x 3

的项的系数?

解:由条件知 C n n 2 45,即 C n 2 45, n 2

n 90 0 ,解得 n 9(舍去)或n 10,由

1 2 10 r 2r

T r 1 C 1r 0 ( x 4)10 r (x 3)r C 1r 0x 4 3 ,由题意 10 r 2

r 3,解得 r 6,

43

则含有 x 3的项是第 7项T 6 1 C 160x 3 210x 3

,系数为 210。 练:求 (x 2 1

)9

展开式中 x 9

的系数?

2x 解:T r 1 C 9r (x 2)9 r ( 1 )r C 9r x 18 2r ( 1)r x r C 9r ( 1)r x 18 3r

,令18 3r 9,则r 3 r 1 9 2x 9 2 9

2

1 21

x 的系数为 C 9 ( ) 。

22

题型三:利用通项公式求常数项; 1 10

)10

的展开式中的常数项?

2x

1

6

练:求二项式 (2x )6

的展开式中的常数项?

2x

解:T r 1 C 6r (2x)6 r ( 1)r ( 1 )r ( 1)r C 6r 26 r (1)r x 6 2r

,令6 2r 0,得 r 3,所以

2x 2

33

T 4 ( 1)3C 63

20

练:若 (x 2 1

)n

的二项展开式中第 5项为常数项,则 n _ .

x

解:T 5 C n 4(x 2)n 4(1)4 C n 4x 2n 12

,令 2n 12 0,得 n 6.

x

题型四:利用通项公式,再讨论而确定有理数项; 例:求二项式 ( x 3

x)9

展开式中的有理项?

1 1 27 r

解:T r 1 C 9r (x 2)9 r ( x 3)r ( 1)r C 9r x 6 ,令 276 r

Z ,( 0 r

例:求二项式 (x 2

解: T

r 1

5

1 20 5

r 5

C 1r 0(1)r x 2

,令 20 5r

0 ,得 r 8

1 8 45

8,所以 T 9 C 180(21)8 2455

6

9) 得r 3或 r 9,

r

C1r 0 ( x

2

)10 r

当r 9时, 276

r 3,T 10 ( 1)3C 99x 3

x 3

题型五:奇数项的二项式系数和 =偶数项的二项式系数和; 例:若 ( x 2

312 )n

展开式中偶数项系数和为 256,求 n .

3

x

2

a 0,a 1, a n ,

令 x 1, 则有 a 0 a 1 a n 0, ①, 令 x 1, 则有

a 0

a

1 a

2

a 3

( 1)n

a n

n

2n

,②

将① -

②得:

2(a 1 a 3 a 5 n ) 2n , a 1 a 3 a 5

2n1

有题意

得, 2n1

256

28

, n 9 。

练:若 (3 1

5

2

) 的展开式

中,

所有的奇数项的系数和为

1024,求它的中间项。

x x

解: Q C n 0

C 2

C n 4 Cn

2r C n 1 C n 3

L

2r 1

C

n

2n1,

n1

2n 1

n 11 所以中间两个项分别为 n 6,n 7,T 51 C n 5

(31

)6

(512

)5 462 x 4

,T 6 1 462 x 15

题型六:最大系数,最大项;

1

n

例:已知 ( 2x)n

,若展开式中第 5项,第 6项与第 7项的二项式系数成等差数列,求展开式中二

2

项式系数最大项的系数是多少?

解:Q C n 4

C n 6

2C n 5

, n 2

21n 98 0,解出 n 7或n 14,当 n 7时,展开式中二项式系数

1 35 1 最大的项是 T 4和T 5 T 4的系数 C 73(1)423 35, , T 5的系数 C 74(1)324

70, 当n 14

2 2 2

时,展开式中二项式系数最大的项是 T 8, T 8的系数 C 174(1)727

3432 。

2

练:在 (a b)2n

的展开式中,二项式系数最大的项是多少?

解:二项式的幂指数是偶数 2n ,则中间一项的二项式系数最大,即 T 2n T n 1 ,也就是第 n

1项。

1 2

练:在 (2x

3

1 )n

的展开式中,只有第 5项的二项式最大,则展开式中的常数项是多少?

解:设

( x 2

展开式中各项系数依次

解:只有第5项的二项式最大,则n 1 5,即n 8, 所以展开式中常数项为第七项等于

2

6(1)2 7

C

8

2

例:写出在 (a b)7

的展开式中,系数最大的项?系数最小的项?

解:因为二项式的幂指数 7 是奇数,所以中间两项 ( 第4,5项 ) 的二项式系数相等,且同时取得最大

值,从而有 T 4 C 73

a 4

b 3

的系数最小, T 5 C 74

a 3

b 4

系数最大。

1

若展开式前三项的二项式系数和等于 79,求 (1

2 2x)n

的展开式中系数最大的项?

题型七:含有三项变两项;

25

例:求当 (x 2

3x 2) 5

的展开式中 x 的一次项的系数?

解法①: (x 2

3x 2)5

[(x 2

2) 3x]5

,T r 1 C 5r

(x 2

2)5 r

(3x)r

,当且仅当 r 1时,T r 1的

展开式中才有 x 的一次项,此时T r 1 T 2 C 51

(x 2

2)4

3x ,所以 x 得一次项为

C 1

5C 4

4243x 它的系数为 C 51

C 4

424

3 240 。

解法②: (x 2

3x 2)5

(x 1)5

(x 2)5

(C 50

x 5

C 51

x 4

C 55)(C 50x 5 C 51x 4

2

C 5525

)

故展开式中含 x 的项为 C 54

xC 55

25

C 54

x24

240x ,故展开式中 x 的系数为 240.

1

练:求式子 ( x 1

x

3 2)3 的常数项?

解: (x 1

x 2)3

( x 1 )6

,设第 r 1项为常数项,则

T r 1 C 6r ( 1)r

x 6 r (1)r ( 1)6C 6r x 6 2r ,得6 2r 0, r 3,

T 31 ( 1)3C 63 20.

x

例:

解: 由 C n 0

C n 1

C n 2

79,解出 n 12 ,假设T r 1项最大, 1 12 1 12 12

Q (21 2x)12 (21)12(1 4x)12

练: 解: A Ar r 11 A A r r 2 C C 11r 2244r C C 11r 22144

r 1,化简得到 9.4

展开式中系数最大的项为 T 11 ,有T 11

(1)12C 1120410x 10

(1 2x)10

的展开式中系数最大的项是多少? 假设

T r 1 项最大, r r r

Q T r 1 C 1r

0 2r

x r

r 10.4,又Q0 r 12 , r 10,

16896x 10

A r 1 A r A

r 1

A

r 2

r r r 1 r 1 C

10

2

C

10

2 解得 2(11

C 1r 02r C 1r 0 12r 1, r 1

r) r

,化简得到 6.3 k

7.3 Q 0 r 10 , r 7 ,展开式中系数最大的项为 C 170 27x 7 15360x 7

.

题型八:两个二项式相乘;

例: 求(1 2x)3(1 x)4展开式中 x 2的系数 . 解: Q (1 2x)3的展开式的通项是 C 3m (2x)m C 3m 2m x m ,

(1 x)4的展开式的通项是 C 4n ( x)n C 4n 1n x n

,其中 m 0,1,2,3, n 0,1,2,3, 4, 令m n 2,则m 0且n 2,m 1且 n 1,m 2且n 0,因此 (1 2x)3(1 x)4 的展开式中 x 2

的系数等于 C 30

20

C 42

( 1)2

C 31

21

C 41

( 1)1

C 32

22

C 40

( 1)0

6 .

练: 1 求(1 3 x)6

(1 41 )10

展开式中的

常数项 . 4

x

m n 4m 3n

解:

(1 3 x)6(1 41 )10

展开式的通项为 C 6

m x 3

C 1n 0

x 4 C 6m

C 1n 0

x 12 4

x

其中m 0,1,2, ,6,n 0,1,2, ,10,当且仅当 4m 3n,即 m 0,

或 m 3,

或 m 6,

n 0, n 4, n 8,

时得展开式中的常数项为 C 60 C 100 C 63 C 140 C 66 C 18

0 4246.

练: 1

已知 (1 x x 2)(x 3 )n 的展开式中没有常数项 ,n N *且2 n 8,则n _____ . 解: (x 1

3

)n

展开式的通项为 C r

n x n r

x 3r

C r n

x

n 4r

,通项分别与前面的三项相乘可

得 x C r n x n 4r

,C r n x n 4r 1,C r n x n 4r 2

,Q 展开式中不含常数项 ,2 n 8

n 4r 且 n 4r 1且 n 4r 2,即 n 4,8且 n 3,7且 n 2,6, n 5.

题型九:奇数项的系数和与偶数项的系数和;

例: 在(x 2)

2006

的二项展开式中 ,含x 的奇次幂的项之和为 S,当x 2时,S 解: 设(x 2)

2006

=a 0 a 1x 1 a 2x 2 a 3x 3 L a 2006 x 2006 ----- ①

2006 1 2 3 2006

( x 2) =a 0 a 1x a 2x a 3x L a 2006x

(x 2) 2006展开式的奇次幂项之和为 S(x) 1[(x 2) 2006

2 当x 2时,S( 2) 1

[( 2 2) 2006

( 2

2) 2006

]

2

① ②得 2(a 1x a 3x 3

5

a 5x L

2005 2006

a 2005x ) (x 2) (x

3 2006

2 2

23008

22

(x 2) 2006 ]

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