題型一:求二項展開式的特定項或特定項的系數(shù)
題型二:二項式之積
題型三:三項式及多項式展開問題
題型四:有關(guān)二項式系數(shù)的性質(zhì)及計算的問題
題型五:利用賦值法進行求有關(guān)系數(shù)和
題型六:二項式定理的綜合運用
【知識點梳理】
知識點一:二項式定理
1、定義
一般地,對于任意正整數(shù),都有:
(),
這個公式所表示的定理叫做二項式定理, 等號右邊的多項式叫做的二項展開式.
式中的做二項展開式的通項,用Tr+1表示,即通項為展開式的第r+1項:,
其中的系數(shù)(r=0,1,2,…,n)叫做二項式系數(shù)
2、二項式(a+b)n的展開式的特點:
(1)項數(shù):共有n+1項,比二項式的次數(shù)大1;
(2)二項式系數(shù):第r+1項的二項式系數(shù)為,最大二項式系數(shù)項居中;
(3)次數(shù):各項的次數(shù)都等于二項式的冪指數(shù)n.字母a降冪排列,次數(shù)由n到0;字母b升冪排列,次數(shù)從0到n,每一項中,a,b次數(shù)和均為n;
知識點二、二項展開式的通項公式
二項展開式的通項:
()
公式特點:
①它表示二項展開式的第r+1項,該項的二項式系數(shù)是;
②字母b的次數(shù)和組合數(shù)的上標相同;
知識點三:二項式系數(shù)及其性質(zhì)
1、的展開式中各項的二項式系數(shù)、、…具有如下性質(zhì):
①對稱性:二項展開式中,與首末兩端“等距離”的兩項的二項式系數(shù)相等,即;
②增減性與最大值:二項式系數(shù)在前半部分逐漸增大,在后半部分逐漸減小,在中間取得最大值.其中,當n為偶數(shù)時,二項展開式中間一項的二項式系數(shù)最大;當n為奇數(shù)時,二項展開式中間兩項的二項式系數(shù),相等,且最大.
③各二項式系數(shù)之和為,即;
④二項展開式中各奇數(shù)項的二項式系數(shù)之和等于各偶數(shù)項的二項式系數(shù)之和,
即.
知識點詮釋:
二項式系數(shù)與展開式的系數(shù)的區(qū)別
二項展開式中,第r+1項的二項式系數(shù)是組合數(shù),展開式的系數(shù)是單項式的系數(shù),二者不一定相等.
2、展開式中的系數(shù)求法(的整數(shù)且)
知識點詮釋:
三項或三項以上的展開式問題,把某兩項結(jié)合為一項,利用二項式定理解決.
知識點四:二項式定理的應用
1、求展開式中的指定的項或特定項(或其系數(shù)).
2、利用賦值法進行求有關(guān)系數(shù)和.
3、利用二項式定理證明整除問題及余數(shù)的求法.
4、證明有關(guān)的不等式問題.
5、進行近似計算.
【典型例題】
題型一:求二項展開式的特定項或特定項的系數(shù)
例1.展開式中的的系數(shù)為______________.(用數(shù)字作答)
【答案】
【解析】設求的項為,
令,,展開式中的的系數(shù)為.
故答案為:
例2.(2022·福建省福州延安中學高三階段練習)的展開式中常數(shù)項為______.(用數(shù)字作答)
【答案】84
【解析】根據(jù)通項公式,
令 ,解得,所以,
故答案為:84.
例3.(2022·全國·高二課時練習)用二項式定理展開(2x-1)4=____________.
【答案】16x4-32x3+24x2-8x+1
【解析】(2x-1)4=(2x)4(-1)0+ (2x)3(-1)1+ (2x)2(-1)2
+ (2x)1(-1)3+ (2x)0(-1)4=16x4-32x3+24x2-8x+1.
故答案為:16x4-32x3+24x2-8x+1
題型二:二項式之積
例4.(2022·黑龍江·大慶一中高二階段練習(理))展開式中的系數(shù)為_____________.
【答案】-14
【解析】,
則展開式中的系數(shù)為,
故答案為:.
例5.(廣東省部分學校2022屆高三上學期12月大聯(lián)考數(shù)學試題)的展開式中含項的系數(shù)為__________.
【答案】240
【解析】對的展開式通項,令得,此時;令得(舍去),故的展開式中含項的系數(shù)為.
故答案為:240
例6.(2022·江蘇徐州·高三期末)若的展開式中所有項的系數(shù)和為243,則展開式中的系數(shù)是___________.
【答案】9
【解析】中令得:,解得:,
的展開式的通項公式為,
當時,,則,
當時,,則,
當時,,不合要求,舍去,
故展開式中的系數(shù)為.
故答案為:9.
例7.(2022·山東·淄博市臨淄中學高三階段練習)的展開式中,項的系數(shù)為35,則實數(shù)a的值為______.
【答案】或3
【解析】由二項式定理的通項可得,
,
,
,
因為項的系數(shù)為35,
所以,整理得,
解得或,
故答案為:或3.
題型三:三項式及多項式展開問題
例8.(2022·江蘇·高二階段練習)展開式中的系數(shù)是___________.
【答案】
【解析】的展開式中,含有的項為:
,
所以展開式中的系數(shù)是.
故答案為:
例9.(2022·福建省福州第十一中學高三期中)在的展開式中,的系數(shù)為___________.
【答案】
【解析】二項式的通項公式為:,
令,二項式的通項公式為:,
令,
所以的系數(shù)為,
故答案為:
例10.(2022·全國·高三專題練習)的展開式中的系數(shù)為______.
【答案】-36
【解析】因,因此的展開式含的項是展開式的x一次項與展開式的常數(shù)項的積,
加上展開式的x一次項與展開式的常數(shù)項的積的和,即,
所以的展開式中的系數(shù)為.
故答案為:
例11.(2022·全國·高三專題練習)的展開式中,含項的系數(shù)為______(用數(shù)字作答).
【答案】
【解析】由,其展開式通項為,
所以含項為,故系數(shù)為.
故答案為:
題型四:有關(guān)二項式系數(shù)的性質(zhì)及計算的問題
例12.(2022·全國·高二課時練習)已知為正整數(shù),展開式的二項式系數(shù)的最大值為,展開式的二項式系數(shù)的最大值為,且,則的值為( )
A.4B.5C.6D.7
【答案】C
【解析】由題意可知,,
,即,
,解得.
故選:C.
例13.(2022·全國·高二課時練習)設,若,則展開式中系數(shù)最大的項是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】因為,所以當時,可得;
當時,可得.
又,所以,得,
所以的展開式中系數(shù)最大的項為第4項,即,
故選:B
例14.(2022·安徽·歙縣教研室高二期末)已知的展開式共有13項,則下列說法中正確的有( )
A.展開式所有項的系數(shù)和為B.展開式二項式系數(shù)最大為
C.展開式中沒有常數(shù)項D.展開式中有理項共有5項
【答案】D
【解析】因為,所以,令,得所有項的系數(shù)和為,故A錯誤.
由二項式系數(shù)的性質(zhì)可知二項式系數(shù)最大的項為第7項的二項式系數(shù)為,故B錯誤.
因為展開式的通項為,
當時,, 故C錯誤.
當為整數(shù)時,,3,6,9,12,共有5項,故D正確.
故選:D
例15.(2022·廣西百色·高二期末(理))關(guān)于的展開式中共有7項,下列說法中正確的是( )
A.展開式中二項式系數(shù)之和為32B.展開式中各項系數(shù)之和為1
C.展開式中二項式系數(shù)最大的項為第3項D.展開式中系數(shù)最大的項為第4項
【答案】B
【解析】因為二項式的展開式中共有7項,所以,
選項A:所有項的二項式系數(shù)和為,故A不正確;
選項B:令,則,所以所有項的系數(shù)的和為1,故B正確;
選項C:二項式系數(shù)最大的項為第4項,故C不正確;
選項D:二項式的展開式的通項為,
故系數(shù)為,系數(shù)的最大項只從中選擇,
當時,當時,當時,當時,
故當時系數(shù)最大,所以展開式中系數(shù)最大的項為第3項,故D不正確.
故選:B
例16.(2022·江蘇常州·高二期中)在的展開式中,系數(shù)絕對值最大項是( )
A.第10項B.第9項C.第11項D.第8項
【答案】B
【解析】二項式的通項公式為:,
設第項的系數(shù)絕對值最大,
所以有,
因為,所以,所以系數(shù)絕對值最大項是第9項,
故選:B
題型五:利用賦值法進行求有關(guān)系數(shù)和
例17.(2022·福建省仙游縣度尾中學高二期末)在的展開式中,求:
(1)二項式系數(shù)的和;
(2)各項系數(shù)的和;
(3)奇數(shù)項系數(shù)和.
【解析】(1)由題可知在的展開式中,二項式系數(shù)的和為;
(2)在的展開式中,
令可得各項系數(shù)的和為:;
(3)設,
令,得到,
令,得,
所以,
即奇數(shù)項系數(shù)和為.
例18.(2022·江蘇·南京師大蘇州實驗學校高二階段練習)在①只有第5項的二項式系數(shù)最大;②第4項與第6項的二項式系數(shù)相等;③奇數(shù)項的二項式系數(shù)的和為128;這三個條件中任選一個,補充在下面(橫線處)問題中,解決下面兩個問題.
已知(n∈N*),___________
(1)求的值:
(2)求的值.
【解析】(1)若選①:
因為只有第5項的二項式系數(shù)最大,
所以展開式中共有9項,即,得,
若選②:
因為第4項與第6項的二項式系數(shù)相等,
所以,
若選③:
因為奇數(shù)項的二項式系數(shù)的和為128,
所以,解得.
因為,
令,則有,
即有,
令,得,
所以;
綜上所述:;
(2)由(1)可知:無論選①,②,③都有,
,
兩邊求導得,
令,
則有,
所以.
例19.(2022·廣東·南海中學高二階段練習).求:
(1);
(2);
(3);
(4)展開式中二項式系數(shù)和以及偶數(shù)項的二項式系數(shù)和;
(5)求展開式二項式系數(shù)最大的項是第幾項?
(6).
【解析】(1)令,得①.
(2)令,得②.
由①-②得,
.
(3)相當于求展開式的系數(shù)和,
令,得.
(4)展開式中二項式系數(shù)和是.
展開式中偶數(shù)項的二項系數(shù)和是.
(5)展開式有2023項,中間項是第1012項,
所以展開式二項式系數(shù)最大的項是第1012項.
(6)兩邊分別求導得:

令,得.
例20.(2022·浙江省杭州第九中學高二期中)若,其中.
(1)求m的值;
(2)求;
(3)求.
【解析】(1)的展開式的通項為,
所以,
所以,解得;
(2)由(1)知,
令,可得,
令,可得,
所以;
(3)令,可得,
由(2)知,
所以
題型六:二項式定理的綜合運用
例21.(2022·江蘇南通·高三期末)今天是星期四,經(jīng)過7天后還是星期四,那么經(jīng)過天后是__________.
【答案】星期五
【解析】根據(jù)題意,周期為,,所以除以的余數(shù)為1,即
經(jīng)過天后,為星期五.
故答案為:星期五
例22.(2022·江西·高二階段練習)設n∈N,且 能被6整除,則n的值可以為_________.(寫出一個滿足條件的n的值即可)
【答案】5(答案不唯一)
【解析】
被6整除,
由能被6整除,可得能被6整除,
則n的值可以為5,或11,或17等,答案不唯一
故答案為:5(答案不唯一)
例23.(2022·福建省南安國光中學高三階段練習)_______(精確到0.01)
【答案】30.84
【解析】原式
故答案為:30.84.
例24.(2022·全國·高二課時練習)(1)用二項式定理證明能被14整除;
(2)除以100的余數(shù).
【解析】(1)

因為上式是14的倍數(shù),能被14整除,
所以能被14整除.
(2)方法一:,
前面各項均能被100整除,只有末項不能被100整除,于是問題轉(zhuǎn)化為求除以100的余數(shù).
因為

所以除以100的余數(shù)為81.
方法二:由,
得前面各項均能被100整除,只有末尾兩項不能被100整除,因為,所以除以100的余數(shù)為81.
【同步練習】
一、單選題
1.(2022·山東聊城一中高二期中)已知的展開式中第3項與第7項的二項式系數(shù)相等,則展開式中的第3項為( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】因為的展開通項為,
所以的展開式的第項的二項式系數(shù)為,
因為的展開式中第3項與第7項的二項式系數(shù)相等,
所以,由性質(zhì)得,故,
所以展開式中的第3項為.
故選:D.
2.(2022·河北省文安縣第一中學高二期末)展開式中的系數(shù)為( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】
展開式的通項為
令,則展開式中的系數(shù)為.
故選:D.
3.(2022·山東·高三階段練習)在的展開式中,含項的系數(shù)為( ).
A.10B.15C.20D.30
【答案】B
【解析】根據(jù)組合可知,展開式中含項為:,
所以含項的系數(shù)為15,
故選:B.
4.(2022·上海閔行·一模)“”是“的二項展開式中存在常數(shù)項”的( )
A.充分非必要條件B.必要非充分條件
C.充要條件D.既非充分也非必要條件
【答案】A
【解析】二項式的通項為,
的二項展開式中存在常數(shù)項為正偶數(shù),
為正偶數(shù),
n為正偶數(shù)推不出
∴是的二項展開式中存在常數(shù)項的充分不必要條件.
故選:A
5.(2022·甘肅·蘭化一中高三階段練習(理))的展開式中只有第5項的二項式系數(shù)最大,若展開式中所有項的系數(shù)和為256,則a的值為( )
A.1B.-1C.3D.1或-3
【答案】D
【解析】展開式中只有第5項的二項式系數(shù)最大,所以總共有9項,
令得所有項的系數(shù)和為
故選:D
6.(2022·四川·南江中學高三階段練習(理))已知的展開式中二項式系數(shù)的和是1024,則它的展開式中的常數(shù)項是( )
A.252B.C.210D.
【答案】B
【解析】由的展開式中二項式系數(shù)的和是1024,故,所以.
由二項式定理得展開通項為,
當時為常數(shù)項,
故選:B
7.(2022·四川成都·二模(理))二項式展開式中的系數(shù)為( )
A.120B.135C.140D.100
【答案】B
【解析】的展開式通項公式為,
其中,,,
故二項式中的四次方項為,
即展開式中的系數(shù)為.
故選:B
8.(2022·湖南·模擬預測)展開式中的系數(shù)為( )
A.B.21C.D.35
【答案】A
【解析】因為展開式的通項公式為,所以當時,含有的項,此時,故的系數(shù)為.
故選:A
二、多選題
9.(2022·江蘇·沭陽如東中學高二期末)對任意實數(shù)x,有則下列結(jié)論成立的是( )
A.B.
C.D.
【答案】BCD
【解析】由,
當時,,,A選項錯誤;
當時,,即,C選項正確;
當時,,即,D選項正確;
,由二項式定理,,B選項正確.
故選:BCD
10.(2022·全國·高三專題練習)設,則下列說法正確的是( )
A.B.
C.D.展開式中二項式系數(shù)最大的項是第5項
【答案】AC
【解析】因為,令得,故A正確;
令得,所以,故B錯誤;
二項式展開式的通項為,
所以,,所以,故C正確;
因為二項式展開式共項,則展開式中二項式系數(shù)最大的項是第6項,為,故D錯誤;
故選:AC.
11.(2022·全國·高三專題練習)已知二項式,則下列說法正確的是( )
A.若a=1,則展開式中的常數(shù)項為15
B.若a=2,則展開式中各項系數(shù)之和為1
C.若展開式中的常數(shù)項為60,則a=2
D.若展開式中各項系數(shù)之和為64,則a=2
【答案】AB
【解析】二項式,
對于A,若a=1,則展開式的通項,
令,得r=4,故所求常數(shù)項為,故A正確;
對于B,若a=2,令x=1,則展開式中各項系數(shù)之和為,故B正確;
對于C,由通項,
令,得r=4,
故所求常數(shù)項為,解得,故C錯誤;
對于D,令x=1,則展開式中各項系數(shù)之和為,
由已知得,,解得a=﹣1或a=3,故D錯誤.
故選:AB.
12.(2022·重慶·萬州純陽中學校高二階段練習)若,則正確的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】BC
【解析】依題意,令,
,A不正確;

,
則,B正確;
顯然,,
則,C正確;
,D不正確.
故選:BC
三、填空題
13.(安徽省部分學校2021-2022學年高三上學期12月聯(lián)考數(shù)學試題)多項式,那么______.
【答案】
【解析】的展開式的通項為,所以,則.
故答案為:
14.(上海市奉賢區(qū)2022屆高三上學期一模數(shù)學試題)在二項式的展開式中,系數(shù)最大的項的系數(shù)為__________(結(jié)果用數(shù)值表示).
【答案】462
【解析】二項式的展開式的通項公式為,
所以當或時,其系數(shù)最大,
則最大系數(shù)為,
故答案為:462.
15.(2022屆西南3 3 3高考備考診斷性聯(lián)考(一)數(shù)學試題)若的展開式中項的系數(shù)為-160,則的最小值為_______
【答案】16
【解析】展開式的通項公式為,
令,解得:,
故,所以,
解得:,
所以,當且僅當時,等號成立,
故的最小值為16.
故答案為:16
16.(2022·四川·威遠中學校高三階段練習(理))的展開式中常數(shù)項為___________.
【答案】141
【解析】的展開式的通項為,其中
又的通項為,其中
則取常數(shù)項時,則的可能取值為,對應的的取值為
則的展開式的常數(shù)項為:.
故答案為:141.
四、解答題
17.(2022·遼寧·沈陽市第一二〇中學高二階段練習)已知在的展開式中,前3項的系數(shù)分別為,且滿足.求:
(1)展開式中二項式系數(shù)最大項的項;
(2)展開式中系數(shù)最大的項;
(3)展開式中所有有理項.
【解析】(1)因為展開式的通項公式為,,
所以
依題意得,即,由已知,
所以,
所以的展開式有9項,二項式系數(shù)最大的項為第5項,
所以.
(2)由(1)知,,
設展開式中系數(shù)最大的項為第項,則,
即,即,
解得,所以或,
所以展開式中系數(shù)最大的項為和.
(3)由為有理項知,為整數(shù),得,,
所以展開式中所有有理項為和.
18.(2022·上海市向明中學高一期末)已知對任意給定的實數(shù),都有.求值:
(1);
(2).
【解析】(1)因為,
令,則;
(2)令,則,
由(1)知,
兩式相減可得.
19.(2022·上海市嘉定區(qū)安亭高級中學高三期中)已知對于任意給定的實數(shù),都有.
(1)求的二項展開式中的系數(shù);
(2)求.
【解析】(1)的二項展開式中,
含的項為第3項,
所以,的二項展開式中的系數(shù)為19800.
(2)令x-1=1,則x=2
代入有,.
令x-1=-1,則x=0,
代入有,.
兩式聯(lián)立可得,.
20.(2022·全國·高三專題練習)在的展開式中,求:
(1)二項式系數(shù)的和;
(2)各項系數(shù)的和;
(3)奇數(shù)項的二項式系數(shù)和與偶數(shù)項的二項式系數(shù)和;
(4)奇數(shù)項系數(shù)和與偶數(shù)項系數(shù)和;
(5)的奇次項系數(shù)和與的偶次項系數(shù)和.
【解析】(1)二項式系數(shù)的和為;
(2)令,則各項系數(shù)和為;
(3)奇數(shù)項的二項式系數(shù)和為,
偶數(shù)項的二項式系數(shù)和為;
(4)設,
令,得到,
令,得,
所以,
即奇數(shù)項系數(shù)和為,
所以,
即偶數(shù)項系數(shù)和為;
(5)的奇次項系數(shù)和為,
的偶次項系數(shù)和為.
21.(2022·全國·高三專題練習)將的二項展開式中的二項式系數(shù)依次列為:.
(1)依據(jù)二頂式定理,將展開,并求證:;
(2)研究所列二項式系數(shù)的單調(diào)性,并求證:其最大值為.
【解析】(1)由已知,
令得;
(2),,
當,,即時,,,
當,即時,,,
所以中,從到遞增,從到遞減,
所以是最大值.
22.(2022·全國·高三專題練習)已知且的展開式中前三項的系數(shù)成等差數(shù)列.
(1)求展開式中二項式系數(shù)最大的項;
(2)求展開式中所有的有理項.
【解析】(1)展開式的通項公式為,
因為前三項的系數(shù)成等差數(shù)列,
∴即,
因為,所以解得,
所以通項公式為,
∴時,二項式系數(shù)最大,即二項式系數(shù)最大項為;
(2)由,所以可以得到或3或6,
所以有理項為,,

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