1、5 二项式定理自主整理1.(a+b)n=_.这个公式称为二项式定理,等号右边的式子称为(a+b)n的二项展开式,(a+b)n的二项展开式有_项,其中各项的系数_称为二项式系数,_称为二项展开式的第_项,又称为二项式通项.2.在二项式定理中,如果设a=1,b=x,则得到公式:(1+x)n=_.3.当n依次取1,2,3,时,(a+b)n展开式的二项式系数如下图所示: 图中所示的表叫作二项式系数表,它有这样的规律:表中每行两端都是1,而且除1以外的每一个数都等于它“肩上”的两个数字的_,即_;与首末两端“等距离”的两个二项式系数_,即_.高手笔记1.二项展开式的项数为n+1项.2.各项的次数都等于二
2、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,C,一直到C,C.5.Tr+1=Can-rbr,可以表示(a+b)n的二项展开式中的任意一项,只要r确定.6.Tr+1是(a+b)n的二项展开式的第r+1项,而不是第r项.7.二项式系数与项的系数是不同的,如(a+bx)n(a、bC)的展开式中,第r+1项的二项式系数是C,而第r+1项的系数为C名师解惑1.如何应用二项式的通项公式解题?剖析:通项公式主要用于求二项式的指数,求满足条件的项或系数,求展开式的某一项或系数.(
3、1)运用通项公式Tr+1=C解题,一般都需先转化为方程(组)求出n、r,然后代入通项公式求解.(2)求展开式的一些特殊项,通常都是由题意列方程求出r,再求所需的某项;有时需先求n,计算时要注意n和r的取值范围及它们之间的大小关系.2.二项展开式的性质剖析:(1)如果n是偶数,则中间一项(第+1项)的二项式系数最大;如果n为奇数,则中间两项(第n+项与+1项)的二项式系数相等并且最大.(2)所有二项式系数的和等于2n,即C+C+C=2n.(3)奇数项的二项式系数的和与偶数项的二项式系数的和相等.即C+=C+C+=2n-1.3.运用二项式定理解题时有哪些常用的方法?剖析:(1)赋值法.在(a+b)
4、n展开式中令a=b=1,得C+C+C=2n;令a=1,b=-1得C-C+C-C+=0,C+C+C+=C+C+C+=2n-1.这种由一般到特殊的方法是“赋值法”.(2)利用二项式定理还可以证明整除性问题或求余数问题,证题时要注意变形的技巧.讲练互动【例1】写出(x-y)11的展开式中:(1)通项Tr+1;(2)二项式系数最大的项;(3)项的系数绝对值最大的项;(4)项的系数最大的项;(5)项的系数最小的项;(6)二项式系数的和;(7)各项的系数的和.分析:本题的最大特点是展开式的二项式系数与项的系数有的相同,有的仅差一负号.因此,系数最大和最小的项可直接利用二项式系数最大和最小的项来解决.二项式
5、系数的和可利用和为2n这一性质求解;各项系数的和可利用二项式定理或赋值法求解.解:(1)Tr+1=(-1)rCx11-ryr.(2)展开式中二项式系数最大的项为中间两项T6=-Cx6y5,T7=Cx5y6.(3)由于本题中系数绝对值最大的项就是二项式系数最大的项,因此,系数绝对值最大的项也是中间两项T6=-Cx6y5,T7=Cx5y6.(4)由(3)知,项的系数最大的项是T7=Cx5y6.(5)由(3)知,项的系数最小的项是T6=-Cx6y5.(6)展开式中,二项式系数的和为C+C+C=211.(7)展开式中,各项系数的和为C+(-1)11C=(1-1)11=011=0.绿色通道:本题是关于二
6、项式系数性质应用的典型示例.此题起点较低,却包含了各种题型,在学习中应予以重视.变式训练1.求(x2-)9展开式中的第6项;第3项的系数;含x9的项;常数项.解:T6=C59(x2)4()5=x3.T3=C (x2)7()2=9x12,第3项系数为9.首先利用通项公式去求含x9的项是第几项,再求这一项,即知系数.设第r+1项,含x9,则T r+1=C(x2)9-r()r,x的幂指数为2(9-r)-r=9,r=3.含x9项为第4项,T4=C(x2)6()3=x9.设常数项为第r+1项,Tr+1=C(x2)9-r()r,则x的幂指数为18-3r=0,即r=6,第7项为常数项,T7=C69(x2)9
7、-6()6=.【例2】求(x2+3x+2)5的展开式中含x的项.分析:由x2+3x+2=(x+1)(x+2),利用二项展开式求解.也可以利用组合数及乘法原理.解法一:(x2+3x+2)5=(x+1)5(x+2)5,含x的项是(x+1)5展开式中的一次项与(x+2)5展开式中的常数项之积和(x+1)5展开式中的常数项与(x+2)5展开式中的一次项之积的代数和.含x的项为CxC25+C1Cx24=240x.解法二:(x2+3x+2)5展开式中的一次项是5个括号中有1个括号内取3x,其他4个括号内取常数项2相乘得到的.即C3xC24=240x.绿色通道:对于二项式的展开式问题有两种思路:一是转化为二
8、项式(可因式分解);二是利用组合及乘法原理(不能因式分解).通常第二种思路更简捷.变式训练2.求(1+x)6(1-x)5展开式中含x3项的系数.解:(1+x)6(1-x)5=(1+x)(1-x2)5.在(1-x2)5展开式中含x2的项是C15-1(-x2)1,故(1+x)6(1-x)5的展开式中含x3项的系数为C(-1)=-5.【例3】设(3x-1)8=a8x8+a7x7+a1x+a0.求:(1)a8+a7+a1;(2)a8+a6+a4+a2+a0.分析:有关求系数和的问题,一般采用“赋值法”,令二项式中的项取一个或几个值,得到一个或几个等式,然后再根据需要求得结果.解:令x=0,得a0=1.
9、(1)令x=1,得(3-1)8=a8+a7+a1+a0a8+a7+a2+a1=28-a0=256-1=255.(2)令x=-1,得(-3-1)8=a8-a7+a6-a1+a0,+得28+48=2(a8+a6+a4+a2+a0),a8+a6+a4+a2+a0= (28+48)=32 896.绿色通道:“赋值法”的模式揭示了人们由“一般认识到特殊认识”的重要思维理念,揭示了“特殊存在于一般之中”的辩证关系.变式训练3.求(1+2x+x2)10(1-x)5展开式中各项系数的和.解:(1+2x+x2)10(1-x)5=(1+x)20(1-x)5=(C+Cx+Cx2+Cx20)C+C(-x)+C (-x
10、)2+C(-x)5=A0+A1x+A2x2+A25x25.对于x取任意给定的数,等式左右两边的值总相等,令x=1,则0=A0+A1+A2+A25.展开式中各项系数和为0.【例4】求(1+x)2+(1+x)3+(1+x)10展开式中x2项的系数.分析:把(1+x)n(2n10且nN)展开,找全x2项进行系数合并再进行处理.解:(1+x)2=1+C12x+Cx2,x2的系数为C,(1+x)3=1+x+C23x2+Cx3.x2的系数为C23.同理:(1+x)4展开式中x2项系数为C(1+x)10展开式中x2项系数为C.x2项的系数为C+C+C+C=C=165.展开式中x2项系数为165.绿色通道:综
11、合运用二项式定理问题,灵活运用展开式的通项公式进行求解.变式训练4.在(1+x)+(1+x)2+(1+x)6展开式中,x2项的系数是_.(用数字作答)解:C+C+C=C+C+C=C=35.【例5】用二项式定理证明:32n+2-8n-9是64的倍数(nN).分析:变为二项式形式;与64联系上.证明:32n+2-8n-9=9n+1-8(n+1)-1=(8+1)n+1-8(n+1)-1=8n+1+C8n+C8n-1+C82+8+C-8(n+1)-1=82(8n-1+C+18n-2+C).括号内每一项都是自然数,和为自然数,上式是64的倍数,即32n+2-8n-9是64的倍数.绿色通道:利用二项式定理
12、可以求余数和证明整除性问题,通常需将底数化成两数的和与差的形式,且这种转化形式与除数有密切的关系.变式训练5.9192除以100的余数是多少?解法一:9192=(100-9)92=10092-C100919+C1009092-C100991+992,前面各项均能被100整除,只有末项992不能被100整除,于是求992除以100的余数.992=(10-1)92=1092-C1091+C1090-+C102-C10+(-1)92=1092-C1091+C1090-+C102-920+1= (1092-CC+C1090-+C102-1 000)+81,被100除的余数为81,即9192除以100的余数为81.解法二:9192=(90+1)92=C9092+C9091+C902+C90+1,由于前面各项均能被100整除,只有末尾两项不能被100整除,由于C90+1=8 281=8 200+81,被100除余81.