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
,
则
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
和
)
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
故
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
解
得
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
在
(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 ]