1.二項(xiàng)式定理
2.二項(xiàng)式系數(shù)的性質(zhì)
(1)對稱性:與首末兩端“等距離”的兩個二項(xiàng)式系數(shù)相等.
(2)增減性與最大值
當(dāng)n是偶數(shù)時,中間一項(xiàng) SKIPIF 1 < 0 取得最大值;當(dāng)n是奇數(shù)時,中間的兩項(xiàng) SKIPIF 1 < 0 與 SKIPIF 1 < 0 相等,且同時取得最大值.
(3)各二項(xiàng)式系數(shù)的和
(a+b)n的展開式的各個二項(xiàng)式系數(shù)的和等于2n.
微思考
1.總結(jié)(a+b)n的展開式的特點(diǎn).
提示 (1)項(xiàng)數(shù)為n+1.
(2)各項(xiàng)的次數(shù)都等于二項(xiàng)式的冪指數(shù)n,即a與b的指數(shù)的和為n.
(3)字母a按降冪排列,從第一項(xiàng)開始,次數(shù)由n逐項(xiàng)減1直到零;字母b按升冪排列,從第一項(xiàng)起,次數(shù)由零逐項(xiàng)增1直到n.
2.(a+b)n的展開式的二項(xiàng)式系數(shù)和系數(shù)相同嗎?
提示 不一定.(a+b)n的展開式的通項(xiàng)是Ceq \\al(k,n)an-kbk,其二項(xiàng)式系數(shù)是Ceq \\al(k,n)(k∈{0,1,2,3,…,n}),不一定是系數(shù).
題組一 思考辨析
1.判斷下列結(jié)論是否正確(請?jiān)诶ㄌ栔写颉啊獭被颉啊痢?
(1)Ceq \\al(k,n)an-kbk是(a+b)n的展開式的第k項(xiàng).( × )
(2)(a+b)n的展開式中某一項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)與a,b無關(guān).( √ )
(3)二項(xiàng)展開式中,系數(shù)最大的項(xiàng)為中間一項(xiàng)或中間兩項(xiàng).( × )
(4)(a+b)n的展開式中某項(xiàng)的系數(shù)是該項(xiàng)中非字母因數(shù)部分,包括符號等,與該項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)不同.( √ )
題組二 教材改編
2.(x-y)n的二項(xiàng)展開式中,第m項(xiàng)的系數(shù)是( )
A.Ceq \\al(m,n) B.Ceq \\al(m+1,n)
C.Ceq \\al(m-1,n) D.(-1)m-1Ceq \\al(m-1,n)
答案 D
解析 (x-y)n二項(xiàng)展開式第m項(xiàng)的通項(xiàng)為
Tm=Ceq \\al(m-1,n)(-y)m-1xn-m+1,
所以系數(shù)為Ceq \\al(m-1,n)(-1)m-1.
3.(八省聯(lián)考)(1+x)2+(1+x)3+…+(1+x)9的展開式中x2的系數(shù)是( )
A.60 B.80 C.84 D.120
答案 D
解析 (利用公式Ceq \\al(m,n)+Ceq \\al(m+1,n)=Ceq \\al(m+1,n+1))
(1+x)2+(1+x)3+…+(1+x)9的展開式中x2的系數(shù)為Ceq \\al(2,2)+Ceq \\al(2,3)+…+Ceq \\al(2,9)=Ceq \\al(3,3)+Ceq \\al(2,3)+…+Ceq \\al(2,9)=Ceq \\al(3,10)=120.
4.Ceq \\al(1,11)+Ceq \\al(3,11)+Ceq \\al(5,11)+…+Ceq \\al(11,11)=________.
答案 210
題組三 易錯自糾
5.已知eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\r(x)+\f(a,\r(3,x))))n(a為常數(shù))的展開式的二項(xiàng)式系數(shù)之和為32,常數(shù)項(xiàng)為80,則a的值為( )
A.1 B.±1 C.2 D.±2
答案 C
解析 根據(jù)題意,該二項(xiàng)式的展開式的二項(xiàng)式系數(shù)之和為32,則有2n=32,可得n=5,則二項(xiàng)式的展開式通項(xiàng)為Tk+1=Ceq \\al(k,5)(eq \r(x))5-k·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a,\r(3,x))))k=akCeq \\al(k,5) SKIPIF 1 < 0 ,令eq \f(15-5k,6)=0,得k=3,則其常數(shù)項(xiàng)為Ceq \\al(3,5)a3,根據(jù)題意,有Ceq \\al(3,5)a3=80,可得a=2.
6.在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x2-\f(1,x)))n的展開式中,所有二項(xiàng)式系數(shù)的和是32,則展開式中各項(xiàng)系數(shù)的和為_____.
答案 1
解析 因?yàn)樗卸?xiàng)式系數(shù)的和是32,所以2n=32,解得n=5.
在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x2-\f(1,x)))5中,令x=1可得展開式中各項(xiàng)系數(shù)的和為(2-1)5=1.
題型一 多項(xiàng)展開式的特定項(xiàng)
命題點(diǎn)1 二項(xiàng)展開式問題
例1 (1)(2020·北京)在(eq \r(x)-2)5的展開式中,x2的系數(shù)為( )
A.-5 B.5 C.-10 D.10
答案 C
解析 Tk+1=Ceq \\al(k,5)(eq \r(x))5-k(-2)k=Ceq \\al(k,5) SKIPIF 1 < 0 ·(-2)k,
令eq \f(5-k,2)=2,解得k=1.
所以x2的系數(shù)為Ceq \\al(1,5)(-2)1=-10.
(2)(2019·浙江)在二項(xiàng)式(eq \r(2)+x)9的展開式中,常數(shù)項(xiàng)是________,系數(shù)為有理數(shù)的項(xiàng)的個數(shù)是________.
答案 16eq \r(2) 5
解析 該二項(xiàng)展開式的第k+1項(xiàng)為Tk+1=Ceq \\al(k,9)(eq \r(2))9-kxk,當(dāng)k=0時,第1項(xiàng)為常數(shù)項(xiàng),所以常數(shù)項(xiàng)為(eq \r(2))9=16eq \r(2);當(dāng)k=1,3,5,7,9時,展開式的項(xiàng)的系數(shù)為有理數(shù),所以系數(shù)為有理數(shù)的項(xiàng)的個數(shù)為5.
命題點(diǎn)2 兩個多項(xiàng)式積的展開式問題
例2 (1)(2020·全國Ⅰ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(y2,x)))(x+y)5的展開式中x3y3的系數(shù)為( )
A.5 B.10 C.15 D.20
答案 C
解析 方法一 ∵eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(y2,x)))(x+y)5=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(y2,x)))(x5+5x4y+10x3y2+10x2y3+5xy4+y5),
∴x3y3的系數(shù)為10+5=15.
方法二 當(dāng)x+eq \f(y2,x)中取x時,x3y3的系數(shù)為Ceq \\al(3,5),
當(dāng)x+eq \f(y2,x)中取eq \f(y2,x)時,x3y3的系數(shù)為Ceq \\al(1,5),
∴x3y3的系數(shù)為Ceq \\al(3,5)+Ceq \\al(1,5)=10+5=15.
(2)(2019·全國Ⅲ)(1+2x2)(1+x)4的展開式中x3的系數(shù)為( )
A.12 B.16 C.20 D.24
答案 A
解析 展開式中含x3的項(xiàng)可以由“1與x3”和“2x2與x”的乘積組成,則x3的系數(shù)為Ceq \\al(3,4)+2Ceq \\al(1,4)=4+8=12.
命題點(diǎn)3 三項(xiàng)展開式問題
例3 (1)(x2+x+y)5的展開式中,x5y2的系數(shù)為( )
A.10 B.20 C.30 D.60
答案 C
解析 方法一 利用二項(xiàng)展開式的通項(xiàng)公式求解.
(x2+x+y)5=[(x2+x)+y]5,
含y2的項(xiàng)為T3=Ceq \\al(2,5)(x2+x)3·y2.
其中(x2+x)3中含x5的項(xiàng)為Ceq \\al(1,3)x4·x=Ceq \\al(1,3)x5.
所以x5y2的系數(shù)為Ceq \\al(2,5)Ceq \\al(1,3)=30.故選C.
方法二 利用排列組合知識求解.
(x2+x+y)5為5個x2+x+y之積,其中有兩個因式取y,剩余的三個因式中兩個取x2,一個取x即可,所以x5y2的系數(shù)為Ceq \\al(2,5)Ceq \\al(2,3)Ceq \\al(1,1)=30.故選C.
(2)(2020·合肥檢測)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,x)+1))5的展開式中的常數(shù)項(xiàng)為( )
A.1 B.11 C.-19 D.51
答案 B
解析 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,x)+1))5=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,x)))+1))5
展開式的通項(xiàng)為Tk+1=Ceq \\al(k,5)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,x)))5-k
當(dāng)k=5時,常數(shù)項(xiàng)為Ceq \\al(5,5)=1,
當(dāng)k=3時,常數(shù)項(xiàng)為-Ceq \\al(1,2)Ceq \\al(3,5)=-20,
當(dāng)k=1時,常數(shù)項(xiàng)為Ceq \\al(4,5)Ceq \\al(2,4)=30.
綜上所述,常數(shù)項(xiàng)為1-20+30=11.
思維升華 (1)求二項(xiàng)展開式中的特定項(xiàng),一般是化簡通項(xiàng)后,令字母的指數(shù)符合要求(求常數(shù)項(xiàng)時,指數(shù)為零;求有理項(xiàng)時,指數(shù)為整數(shù)等),解出項(xiàng)數(shù)k+1,代回通項(xiàng)即可.
(2)對于幾個多項(xiàng)式積的展開式中的特定項(xiàng)問題,一般都可以根據(jù)因式連乘的規(guī)律,結(jié)合組合思想求解,但要注意適當(dāng)?shù)剡\(yùn)用分類方法,以免重復(fù)或遺漏.
(3)對于三項(xiàng)式問題一般先變形化為二項(xiàng)式再解決.
跟蹤訓(xùn)練1 (1)(x+a)10的展開式中,x7項(xiàng)的系數(shù)為15,則a=______.(用數(shù)字填寫答案)
答案 eq \f(1,2)
解析 通項(xiàng)為Tk+1=Ceq \\al(k,10)x10-kak,令10-k=7,
∴k=3,∴x7項(xiàng)的系數(shù)為Ceq \\al(3,10)a3=15,
∴a3=eq \f(1,8),∴a=eq \f(1,2).
(2)(x2+x+1)(x-1)4的展開式中,x3的系數(shù)為( )
A.-3 B.-2 C.1 D.4
答案 B
解析 (x-1)4的通項(xiàng)為Tk+1=Ceq \\al(k,4)x4-k(-1)k,(x2+x+1)(x-1)4的展開式中,x3的系數(shù)為Ceq \\al(3,4)(-1)3+Ceq \\al(2,4)(-1)2+Ceq \\al(1,4)(-1)=-2,故選B.
(3)(1+2x-3x2)5的展開式中x5的系數(shù)為________.
答案 92
解析 方法一 (1+2x-3x2)5=(1-x)5(1+3x)5,所以x5的系數(shù)為Ceq \\al(0,5)Ceq \\al(5,5)35+Ceq \\al(1,5)(-1)Ceq \\al(4,5)34+Ceq \\al(2,5)(-1)2Ceq \\al(3,5)33+Ceq \\al(3,5)(-1)3Ceq \\al(2,5)32+Ceq \\al(4,5)(-1)4Ceq \\al(1,5)31+Ceq \\al(5,5)(-1)5Ceq \\al(0,5)30=92.
方法二 (1+2x-3x2)5=[(1+2x)-3x2]5=Ceq \\al(0,5)(1+2x)5+Ceq \\al(1,5)(1+2x)4(-3x2)+Ceq \\al(2,5)(1+2x)3(-3x2)2+…+Ceq \\al(5,5)(-3x2)5,
所以x5的系數(shù)為Ceq \\al(0,5)Ceq \\al(5,5)25+Ceq \\al(1,5)Ceq \\al(3,4)×23×(-3)+Ceq \\al(2,5)Ceq \\al(1,3)×2×(-3)2=92.
題型二 二項(xiàng)式系數(shù)與各項(xiàng)的系數(shù)問題
命題點(diǎn)1 二項(xiàng)式系數(shù)和與各項(xiàng)系數(shù)和
例4 (1)若二項(xiàng)式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x2-\f(2,x)))n的展開式的二項(xiàng)式系數(shù)之和為8,則該展開式每一項(xiàng)的系數(shù)之和為( )
A.-1 B.1 C.27 D.-27
答案 A
解析 依題意得2n=8,解得n=3.取x=1,得該二項(xiàng)展開式每一項(xiàng)的系數(shù)之和為(1-2)3=-1.
(2)若(2-x)7=a0+a1(1+x)+a2(1+x)2+…+a7(1+x)7,則a0+a1+a2+…+a6的值為( )
A.1 B.2 C.129 D.2 188
答案 C
解析 令x=0,得a0+a1+a2+…+a7=27=128,
又(2-x)7=[3-(x+1)]7,
則a7(1+x)7=Ceq \\al(7,7)·30·[-(x+1)]7,解得a7=-1.
故a0+a1+a2+…+a6=128-a7=128+1=129.
命題點(diǎn)2 二項(xiàng)式系數(shù)的最值問題
例5 二項(xiàng)式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\r(3)x+\f(1,\r(3,x))))n的展開式中只有第11項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)最大,則展開式中x的指數(shù)為整數(shù)的項(xiàng)的個數(shù)為( )
A.3 B.5 C.6 D.7
答案 D
解析 根據(jù)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\r(3)x+\f(1,\r(3,x))))n的展開式中只有第11項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)最大,得n=20,∴eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\r(3)x+\f(1,\r(3,x))))n的展開式的通項(xiàng)為Tk+1=Ceq \\al(k,20)·(eq \r(3)x)20-k·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,\r(3,x))))k=(eq \r(3))20-k·Ceq \\al(k,20)· SKIPIF 1 < 0 ,要使x的指數(shù)是整數(shù),需k是3的倍數(shù),∴k=0,3,6,9,12,15,18,∴x的指數(shù)是整數(shù)的項(xiàng)共有7項(xiàng).
思維升華 (1)求展開式中各項(xiàng)系數(shù)和可用“賦值法”.
(2)二項(xiàng)式系數(shù)最大項(xiàng)在中間一項(xiàng)或中間兩項(xiàng)取得.
跟蹤訓(xùn)練2 (1)(2021·隨州調(diào)研)在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,\r(x))))n的展開式中,只有第5項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)最大,則展開式中系數(shù)最小的項(xiàng)的系數(shù)為( )
A.-126 B.-70 C.-56 D.-28
答案 C
解析 ∵只有第5項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)最大,
∴n=8,eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,\r(x))))n的展開式的通項(xiàng)為
Tk+1=(-1)kCeq \\al(k,8) SKIPIF 1 < 0 (k=0,1,2,…,8),
∴展開式中奇數(shù)項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)與相應(yīng)奇數(shù)項(xiàng)的系數(shù)相等,偶數(shù)項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)與相應(yīng)偶數(shù)項(xiàng)的系數(shù)互為相反數(shù),而展開式中第5項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)最大,因此展開式中第4項(xiàng)和第6項(xiàng)的系數(shù)相等且最小,為(-1)3Ceq \\al(3,8)=-56.
(2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\r(x)+\f(1,\r(3,x))))n的展開式中各項(xiàng)系數(shù)之和大于8,但小于32,則展開式中系數(shù)最大的項(xiàng)是( )
A.6eq \r(3,x) B.eq \f(4,\r(x)) C.4xeq \r(6,x) D.eq \f(4,\r(x))或4xeq \r(6,x)
答案 A
解析 令x=1,可得eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\r(x)+\f(1,\r(3,x))))n的展開式中各項(xiàng)系數(shù)之和為2n,即8

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