二项式定理的展与合问题 (解析版) 二项式定理是初中数学多项式乘法的拓展延伸,是排列组合的直接应用,还与概率中的二项分布有着密切关系,它是高考热点———随机变量及其分布的基础. 二项式定理揭示了项、项数、系数、指数之间的联系和规律. 一般考查二项展开式的通项公式、二项式系数、展开式系数、某项或者项数等,整体难度不大. 考点一 二项式展开式的通项 角度1二项展开式中特定项的问题 例1的展开式中的系数为____(用数学作答). 分析 本题可以先把化为,再用二项展开式的通项公式求解. 解 因为,所以的展开式中含的项为,故的展开式中的系数为. 思维升华 1. 通项(,)中含有,,,,五个量,只要知道其中四个,便可求出第五个,即“知四求一”. 2. 求二项展开式的特定项或某项的系数,其实质是考查通项,一般通过建立方程来确定指数(求解时要注意二项式系数中和的隐含条件,即,均为非负整数,且,如常数项指数为零,有理项指数为整数等),再将所求得的指数代回通项求解. 角度2几个二项式积的展开式问题 例2 的展开式中的系数为____. 直接展开相乘或先展开一个式子再相乘显然不是好办法.我们可以从每个二项展开式的通项入手,的展开式的通项为,要求展开式中的系数,可以寻找,所满足的条件,确定,的值. 由乘法分配律,可知项的系数分别来自两个二项展开式中相应的两项乘积的系数,如下表所示: 项的系数 常数项 项的系数 项的系数 项的系数 项的系数 所以项的系数为. 对于几个二项式积的展开式中特定项的问题,一般可以根据因式连乘的规律,结合组合思想求解,但要注意准确地运用分类方法,避免重复或遗漏.当然,本题也可利用排列组合的知识求解. 角度3 三项展开式问题 例3的展开式中,的系数为( ) A.10 B.20 C.30 D.60 本题可以先将三项和转化为二项和,即,然后再用二项式展开求解;也可以将看成5个相乘,用组合知识(二项式定理的原理)求解. 方法1:,含的项为,其中含的项为,所以的系数为.故选C. 方法2:因为表示5个相乘,所以可从5个因式中2个因式取,剩余的3个因式中2个因式取,1个取,因此的系数为.故选C. 思维升华 三项或三项以上的式子的展开问题,可以根据式子的特点,转化为二项式来解决,转化的方法通常为配方、因式分解、项与项结合,其中,项与项结合时,要注意合理性和简捷性.也可以运用组合数知识,把看成n个的积,利用组合数知识分析项的构成. 考点二 二项式定理的性质 角度1二项式系数和与各项系数和问题 例4 已知多项式,则,. 分析 第一空利用二项式定理直接求解即可;第二空采用赋值法,令求出,再令即可得出答案. 含的项为,故. 令,即;令,即.所以. 思维升华 1.二项展开式中二项式系数与项的系数是两个不同的概念,各二项式系数的和为,各项系数之和常用“赋值法”来求解. 2.在二项展开式中应用“赋值法”的一般步骤: (1)观察:先观察二项展开式左右两边式子的结构特征; (2)赋值:结合待求问题和上述特征,对变量赋值,常见的赋值有,,等,具体视情况而定; (3)解方程:赋值后结合待求问题建立方程(组)求解便可. 角度2二项式系数与项的系数最值问题 例5分别求的展开式中二项式系数最大的项和系数最大的项. 分析 展开式中二项式系数最大的项是哪一项;由中决定,注意要区分是奇 数还是偶数;系数最大的项一般通过不等式组来求解. 展开式中二项式系数的最大值为和,所以二项式系数最大的项为和. 设展开式中第项的系数最大,因为, 所以解得.又且,所以, 所以展开式中系数最大的项为. 思维升华 求解二项展开式中系数的最值策略. (1)二项式系数的最大值,依据中的奇偶及二项式系数的性质求解.若为偶数,则展开式中间一项为第项,其二项式系 ... ...
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