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考情考向分析
會用二項式定理解決與二項展開式有關(guān)的簡單問題.
以理解和應用二項式定理為主,??疾槎椪归_式,通項公式以及二項式系數(shù)的性質(zhì),賦值法求系數(shù)的和也是考查的熱點.本節(jié)內(nèi)容在高考中以選擇題、填空題的形式進行考查,難度中檔.



1.二項式定理
二項式定理
(a+b)n=Can+Can-1b1+…+Can-kbk+…+Cbn(n∈N*)
二項展開式的通項公式
Tk+1=Can-kbk,它表示第k+1項
二項式系數(shù)
二項展開式中各項的系數(shù)C,C,…,C

2.二項式系數(shù)的性質(zhì)
(1)C=1,C=1,C=C+C.
C=C(0≤m≤n).
(2)二項式系數(shù)先增后減中間項最大.
當n為偶數(shù)時,第+1項的二項式系數(shù)最大,最大值為,當n為奇數(shù)時,第項和第項的二項式系數(shù)最大,最大值為或.
(3)各二項式系數(shù)和:C+C+C+…+C=2n,C+C+C+…=C+C+C+…=2n-1.
概念方法微思考
1.(a+b)n與(b+a)n的展開式有何區(qū)別與聯(lián)系?
提示 (a+b)n的展開式與(b+a)n的展開式的項完全相同,但對應的項不相同而且兩個展開式的通項不同.
2.二項展開式中二項式系數(shù)最大時該項的系數(shù)就最大嗎?
提示 不一定最大,當二項式中a,b的系數(shù)為1時,此時二項式系數(shù)等于項的系數(shù),否則不一定.


題組一 思考辨析
1.判斷下列結(jié)論是否正確(請在括號中打“√”或“×”)
(1)Can-kbk是(a+b)n的展開式的第k項.( × )
(2)(a+b)n的展開式中某一項的二項式系數(shù)與a,b無關(guān).( √ )
(3)二項展開式中,系數(shù)最大的項為中間一項或中間兩項.( × )
(4)(a+b)n某項的系數(shù)是該項中非字母因數(shù)部分,包括符號等,與該項的二項式系數(shù)不同.( √ )
題組二 教材改編
2.(1+2x)5的展開式中,x2的系數(shù)等于(  )
A.80 B.40 C.20 D.10
答案 B
解析 Tk+1=C(2x)k=C2kxk,當k=2時,x2的系數(shù)為C·22=40.
3.若n展開式的二項式系數(shù)之和為64,則展開式的常數(shù)項為(  )
A.10 B.20 C.30 D.120
答案 B
解析 二項式系數(shù)之和2n=64,所以n=6,Tk+1=C·x6-k·k=Cx6-2k,當6-2k=0,即當k=3時為常數(shù)項,T4=C=20.
4.若(x-1)4=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4,則a0+a2+a4的值為(  )
A.9 B.8 C.7 D.6
答案 B
解析 令x=1,則a0+a1+a2+a3+a4=0,令x=-1,則a0-a1+a2-a3+a4=16,兩式相加得a0+a2+a4=8.
題組三 易錯自糾
5.(x-y)n的二項展開式中,第m項的系數(shù)是(  )
A.C B.C
C.C D.(-1)m-1C
答案 D
解析 (x-y)n二項展開式第m項的通項公式為
Tm=C(-y)m-1xn-m+1,
所以系數(shù)為C(-1)m-1.

6.在n的展開式中,所有二項式系數(shù)的和是32,則展開式中各項系數(shù)的和為________.
答案 1
解析 因為所有二項式系數(shù)的和是32,所以2n=32,解得n=5.
在5中,令x=1可得展開式中各項系數(shù)的和為(2-1)5=1.

多項展開式的特定項
命題點1 二項展開式問題
例1 (1)(2019·天津)8的展開式中的常數(shù)項為________.
答案 28
解析 二項展開式的通項Tk+1=C(2x)8-kk=k·28-kCx8-4k,令8-4k=0可得k=2,故常數(shù)項為2×26×C=28.
(2)(2019·浙江)在二項式(+x)9的展開式中,常數(shù)項是________,系數(shù)為有理數(shù)的項的個數(shù)是________.
答案 16 5
解析 該二項展開式的第k+1項為Tk+1=C()9-kxk,當k=0時,第1項為常數(shù)項,所以常數(shù)項為()9=16;當k=1,3,5,7,9時,展開式的項的系數(shù)為有理數(shù),所以系數(shù)為有理數(shù)的項的個數(shù)為5.
命題點2 兩個多項式積的展開式問題
例2 (1)(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的項可以由“1與x3”和“2x2與x”的乘積組成,則x3的系數(shù)為C+2C=4+8=12.
(2)(2017·全國Ⅰ)(1+x)6的展開式中x2的系數(shù)為(  )
A.15 B.20 C.30 D.35
答案 C
解析 因為(1+x)6的通項為Cxk,所以(1+x)6的展開式中含x2的項為1·Cx2和·Cx4.
因為C+C=2C=2×=30,
所以(1+x)6的展開式中x2的系數(shù)為30.
故選C.
命題點3 三項展開式問題
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 利用二項展開式的通項公式求解.
(x2+x+y)5=[(x2+x)+y]5,
含y2的項為T3=C(x2+x)3·y2.
其中(x2+x)3中含x5的項為Cx4·x=Cx5.
所以x5y2的系數(shù)為CC=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CCC=30.故選C.
(2)(2020·合肥檢測)5展開式中的常數(shù)項為(  )
A.1 B.11 C.-19 D.51
答案 B
解析 5=5
展開式的通項為Tk+1=C5-k
當k=5時,常數(shù)項為C=1,
當k=3時,常數(shù)項為-CC=-20,
當k=1時,常數(shù)項為CC=30.
綜上所述,常數(shù)項為1-20+30=11.
思維升華 (1)求二項展開式中的特定項,一般是化簡通項公式后,令字母的指數(shù)符合要求(求常數(shù)項時,指數(shù)為零;求有理項時,指數(shù)為整數(shù)等),解出項數(shù)k+1,代回通項公式即可.
(2)對于幾個多項式積的展開式中的特定項問題,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?shù)剡\用分類方法,以免重復或遺漏.
(3)對于三項式問題一般先變形化為二項式再解決.

跟蹤訓練1 (1)(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的通項為Tk+1=Cx4-k(-1)k,(x2+x+1)(x-1)4的展開式中,x3的系數(shù)為C(-1)3+C(-1)2+C(-1)=-2,故選B.
(2)(x+a)10的展開式中,x7項的系數(shù)為15,則a=______.(用數(shù)字填寫答案)
答案 
解析 通項為Tk+1=Cx10-kak,令10-k=7,
∴k=3,∴x7項的系數(shù)為Ca3=15,
∴a3=,∴a=.
(3)(1+2x-3x2)5展開式中x5的系數(shù)為________.
答案 92
解析 方法一 (1+2x-3x2)5=[(1+2x)-3x2]5=C(1+2x)5+C(1+2x)4(-3x2)+C(1+2x)3(-3x2)2+…+C(-3x2)5,
所以x5的系數(shù)為CC25+CC×23×(-3)+CC×2×(-3)2=92.
方法二 (1+2x-3x2)5=(1-x)5(1+3x)5,所以x5的系數(shù)為CC35+C(-1)C34+C(-1)2C33+C(-1)3C32+C(-1)4C31+C(-1)5C30=92.
二項式系數(shù)的和與各項系數(shù)的和問題
命題點1 二項式系數(shù)和與系數(shù)和
例4 (1)(2019·鄭州一中測試)若二項式n的展開式的二項式系數(shù)之和為8,則該展開式每一項的系數(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,該二項展開式每一項的系數(shù)之和為(1-2)3=-1.
(2)(2019·宣城調(diào)研)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=C·30·[-(x+1)]7,解得a7=-1.
故a0+a1+a2+…+a6=128-a7=128+1=129.
命題點2 二項式系數(shù)的最值問題
例5 (2019·馬鞍山模擬)二項式n的展開式中只有第11項的二項式系數(shù)最大,則展開式中x的指數(shù)為整數(shù)的項的個數(shù)為(  )
A.3 B.5 C.6 D.7
答案 D
解析 根據(jù)n的展開式中只有第11項的二項式系數(shù)最大,得n=20,∴n的展開式的通項為Tk+1=C·(x)20-k·k=()20-k·C·,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)的項共有7項.
思維升華 (1)形如(ax+b)n,(ax3+bx+c)m(a,b,c∈R)的式子求其展開式的各項系數(shù)之和,常采用賦值法,只需令x=1即可.
(2)當n為偶數(shù)時,展開式中第+1項的二項式系數(shù)最大,最大值為;當n為奇數(shù)時,展開式中第項和第項的二項式系數(shù)最大,最大值為或.
跟蹤訓練2 (1)(2019·山西八校聯(lián)考)已知(1+x)n的展開式中第5項和第7項的二項式系數(shù)相等,則奇數(shù)項的二項式系數(shù)和為(  )
A.29 B.210
C.211 D.212
答案 A
解析 由題意知C=C,由組合數(shù)性質(zhì)得n=10,則奇數(shù)項的二項式系數(shù)和為2n-1=29.
(2)(2019·合肥質(zhì)檢)已知m是常數(shù),若(mx-1)5=a5x5+a4x4+a3x3+a2x2+a1x+a0且a1+a2+a3+a4+a5=33,則m=________.
答案 3
解析 當x=0時,(-1)5=-1=a0.當x=1時,(m-1)5=a0+a1+a2+a3+a4+a5=33-1=32,則m-1=2,m=3.
(3)已知m為正整數(shù),(x+y)2m展開式的二項式系數(shù)的最大值為a,(x+y)2m+1展開式的二項式系數(shù)的最大值為b.若13a=7b,則m等于(  )
A.5 B.6 C.7 D.8
答案 B
解析 由題意可知,a=C,b=C,
∵13a=7b,∴13·=7·,
即=,解得m=6.


1.(2020·湖北龍泉中學、鐘祥一中、京山一中,沙洋中學聯(lián)考)在6的展開式中,常數(shù)項為(  )
A.-240 B.-60 C.60 D.240
答案 D
解析 6的二項展開式的通項為Tk+1=C·(x2)6-kk=C(-2)kx12-3k,
令12-3k=0得k=4,
即常數(shù)項為T5=C(-2)4=240.
2.(2020·秦皇島模擬)5的展開式中x3項的系數(shù)為(  )
A.80 B.-80 C.-40 D.48
答案 B
解析 5的展開式的通項公式為Tk+1=C(2x)5-k·k=(-1)k·25-k·C·x5-2k,令5-2k=3,得k=1.于是展開式中x3項的系數(shù)為(-1)·25-1·C=-80,故選B.
3.(2019·十堰調(diào)研)若n的展開式中含有常數(shù)項,則n的最小值等于(  )
A.3 B.4 C.5 D.6
答案 C
解析 n展開式的通項為C(x6)n-k =C,k=0,1,2,…n,
則依題設(shè),由6n-k=0,
得n=k,∴n的最小值等于5.
4.(2020·廣州海珠區(qū)模擬)(x+y)(2x-y)6的展開式中x4y3的系數(shù)為(  )
A.-80 B.-40 C.40 D.80
答案 D
解析 (2x-y)6的展開式的通項公式為Tk+1=C(2x)6-k(-y)k,當k=2時,T3=240x4y2,當k=3時,T4=-160x3y3,故x4y3的系數(shù)為240-160=80,故選D.
5.(2019·江淮十??记白詈笠痪?已知(x+1)(2x+a)5的展開式中各項系數(shù)和為2,則其展開式中含x3項的系數(shù)是(  )
A.-40 B.-20 C.20 D.40
答案 D
解析 令x=1,可得(x+1)(2x+a)5的展開式中各項系數(shù)和為2(2+a)5=2.
∴a=-1.
二項式(2x-1)5的展開式的通項為
Tk+1=C(2x)5-k·(-1)k
=25-k·(-1)k·C·x5-k,
所以(x+1)(2x-1)5的展開式中含x3項的系數(shù)為22(-1)3C+23(-1)2C=40.
6.(2020·安徽安慶期末)在二項式n的展開式中恰好第五項的二項式系數(shù)最大,則展開式中含有x2項的系數(shù)是(  )
A.35 B.-35 C.-56 D.56
答案 C
解析 由于第五項的二項式系數(shù)最大,所以n=8.所以二項式8展開式的通項公式為Tk+1=Cx8-k(-x-1)k=(-1)kCx8-2k,令8-2k=2,得k=3,故展開式中含有x2項的系數(shù)是(-1)3C=-56.
7.(1+3x)n的展開式中x5與x6的系數(shù)相等,則x4的二項式系數(shù)為(  )
A.21 B.35 C.45 D.28
答案 B
解析 ∵Tk+1=C(3x)k=3kCxk,由已知得35C=36C,即C=3C,∴n=7,因此,x4的二項式系數(shù)為C=35,故選B.
8.(2019·鄭州質(zhì)檢)在n的展開式中,各項系數(shù)和與二項式系數(shù)和之比為32∶1,則x2的系數(shù)為(  )
A.50 B.70 C.90 D.120
答案 C
解析 令x=1,則n=4n,所以n的展開式中,各項系數(shù)和為4n,又二項式系數(shù)和為2n,所以=2n=32,解得n=5.
二項展開式的通項Tk+1=Cx5-kk=C3k,令5-k=2,得k=2,所以x2的系數(shù)為C32=90.
9.(2020·焦作期中)(x-)6的展開式中,含x5項的系數(shù)為________.
答案 15
解析 展開式的通項公式為Tk+1=C·(-1)k·,
令6-=5,得k=2,
故含x5的系數(shù)為C=15.
10.(2019·晉城模擬)(2-3x)2(1-x)7的展開式中,x3的系數(shù)為________.
答案?。?55
解析 依題意,x3的系數(shù)為4C×(-1)3-12C(-1)2+9C(-1)=-455.
11.已知(2x+1)5(a≠0),若其展開式中各項的系數(shù)和為81,則a=________,展開式中常數(shù)項為________.
答案?。?0
解析 在(2x+1)5中,
令x=1,得(a+1)·35=81,解得a=-,
所以(2x+1)5的展開式中的常數(shù)項為
·C·2x=10.
12.(2019·懷化模擬)若在n的二項展開式中,第3項和第4項的二項式系數(shù)相等且最大,則·n的展開式中的常數(shù)項為________.
答案?。?20
解析 由n的二項展開式中二項式系數(shù)的最大項是第3項和第4項,
則展開式共6項,即n=6-1=5,又n展開式的通項為Tk+1=C(2x)5-kk=25-kCx5-2k,
則·n的展開式中的常數(shù)項為22C-2·23C=-120.

13.已知(xcos θ+1)5的展開式中x2的系數(shù)與4的展開式中x3的系數(shù)相等,且θ∈(0,π),則θ等于(  )
A. B.或
C. D.或
答案 B
解析 由二項式定理知(xcos θ+1)5的展開式中x2的系數(shù)為Ccos2θ,4的展開式中x3的系數(shù)為C×,所以Ccos2θ=C×,解得cos2θ=,解得cos θ=±,又θ∈(0,π),所以θ=或,故選B.
14.5的展開式中常數(shù)項是________.
答案?。? 683
解析 5表示五個相乘,則展開式中的常數(shù)項由三種情況產(chǎn)生,第一種是從五個中分別抽取2x,2x,,,-3,則此時的常數(shù)項為C·C·22·(-3)=-360,第二種情況是從五個中都抽取-3,則此時的常數(shù)項為(-3)5=-243,第三種情況是從五個中分別抽取2x,,-3,-3,-3,則此時的常數(shù)項為C·C·21·(-3)3=-1 080,則展開式中常數(shù)項為-360-243-1 080=-1 683.

15.(2019·衡水中學調(diào)研卷)設(shè)a,b,m為整數(shù)(m>0),若a和b被m除得的余數(shù)相同,則稱a和b對模m同余,記為a≡b(modm).若a=C+C·2+C·22+…+C·220,a≡b(mod10),則b的值可以是(  )
A.2 018 B.2 019 C.2 020 D.2 021
答案 D
解析 a=C+C·2+C·22+…+C·220=(1+2)20=320=(80+1)5,它被10除所得余數(shù)為1,又a≡b(mod10),所以b的值可以是2 021.
16.若n展開式中前三項的系數(shù)和為163,求:
(1)展開式中所有x的有理項;
(2)展開式中系數(shù)最大的項.
解 易求得展開式前三項的系數(shù)為1,2C,4C.
由題意得1+2C+4C=163,可得n=9.
(1)設(shè)展開式中的有理項為Tk+1,
由Tk+1=C()9-kk=2kC,
又∵0≤k≤9,∴k=2,6.
故有理項為T3=22C·=144x3,
T7=26·C·=5 376.
(2)設(shè)展開式中Tk+1項的系數(shù)最大,則

∴≤k≤,
又∵k∈N,∴k=6,
故展開式中系數(shù)最大的項為T7=5 376.

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