高考二项式定理的分类与分析_高考论文

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一、展开式中的某一指定项

例1 (2004年河南、河北、山东、山西、安徽、江西高考题)的展开式中常数项是

A.14

B.-14

C.42

D.-42

由题意知21-(7r/2)=0,得r=6,即展开式中常数项是第7项,T[,7]=(-1)[6]C[,7][6]·2=14,故选A.

评析 直接利用通项公式进行求解.

二、求展开式中某一指定项的系数

例2 (2004年甘肃、新疆、宁夏、青海高考题)展开式中x[5]的系数为______.

解析 利用公式T[,r+1]=C[,n][r]a[n-1]b[r]求得

令8-(3/2)r=5,得r=2,进而得到x[5]的系数为28,故填28.

例3 (2004年江苏高考题)(2x+)[4]的展开式中x[3]的系数是

A.6

B.12

C.24

D.48

由题意设4-(r/2)=3,∴r=2,即展开式中x[3]的项是第3项,其系数为C[,4][2]·2[2]=24,故选C.

例4 (2004年湖北高考题)已知的展开式中各项系数的和是128,则展开式中x[5]的系数是_____.(以数字作答)

解析 由展开式得通项

∴各项系数和为C[,n][0]+C[,n][1]+…+C[,n][n]=2[n]=128,∴n=7.

由(3/2)n-(11/6)r=5知r=3,贝C[,7][3]=35,故填35.

评析 分清某一项的系数与它的二项式系数是否相同,常规解法是利用通项公式T[,r+1]=C[,n][r]a[n-r]b[r],先确定r,再求其系数.

三、求两个二项式积的展开式中某一指定项的系数

例5 (1995年全国高考题)在(1-x[3])(1+x)[10]的展开式中,x[5]的系数是

A.-297

B.-252

C.297

D.207

解析 由题意可知,(1+x)[10]展开式中x[5]与x[2]的系数分别是C[,10][5]、C[,10][2]所以(1-X[3])(1+x)[10]的展开式中,x[5]的系数为C[,10][5]-C[,10][2]=207,故选D.

评析 利用两因式展开式相应项系数配对的方法.

四、求展开式中系数满足某些特殊要求的项数

例6 (1993年全国高考题)由

展开所得的x的多项式中,系数为有理数的共有

A.50项 B.17项 C.16项 D.15项

解析 设展开式中第r+1项的系数为有理数,则

依题意,r既为偶数又为3的倍数,即r为6的倍数,且0≤r≤100,∴r共有17个值,故选B.

评析 先将展开式的通项进行调整,再令其幂指数为整数,进而求出所需项数.

五、求二项式中所含参数的值

例7 (2004年重庆高考题)若在(1+ax)[5]的展开式中x[3]的系数为-80,则a=______.

解析 ∵T[,4]=C[,5][3](ax)[3]=-80x[3],∴10a[3]x[3]=-80x[3],∴10a[3]=-80,∴a[3]=-8,即a=-2,故填-2.

评析 利用展开式的通项公式,根据题意建立方程,求出参数的值.

六、求二项式的幂指数

例8 (2004年浙江高考题)若展开式中存在常数项,则n的值可以是

A.8

B.9

C.10

D.12

其中(3n-5r)/6=0,即n=(5/3)r,当r=6时, n=10,故选C.

例9 (2004年湖南高考题)若的展开式中的常数项为84,则n=______.

解析

令3n-(9/2)r=0,得r=(2/3)n.∴n为3的倍数.

又由C[,n][r]=84,验证:n=3时,C[,3][2]=3≠84;当n=6时,C[,6][4]=15≠84;当n=9时,C[,9][6]=C[,9][3]=84.

∴n=9,故填9.

评析 此类题依条件建立指数的方程求出r与n的关系即能解题.

七、与数列、极限交汇

例10 (2004年福建高考题)若(1-2[x])[9]展开式的第3项为288,则((1/x)+(1/x[2])+…+1/x[n])的值是

A.2 B.1 C.1/2 D.2/5

解析 T[,3]=C[,9][2](-2[x])[2]=288,∴x=3/2,

=2故选A.

评析 先求和再求极限,当然此题也可直接利用无穷等比数列的相关公式解答.

八、与概率交汇

例11 (2004年高考上海卷)若在二项式 (x+1)[10]的展开式中任取1项,则该项的系数为奇数的概率是______.(结果用分数表示)

解析 展开式中所有项系数依次为C[,10][0]、C[,10][1]、 C[,10][2]、C[,10][3]、C[,10][4]、C[,10][5]、C[,10][6]、C[,10][7]、C[,10][8]、C[,10][9]、C[,10][10].在这11个数中 C[,10][0]、C[,10][2]、C[,10][8]为奇数,其余均为偶数,故所求的概率为4/11.

评析 关键是找出符合要求的对象.

九、求展开式中某些项系数的和

例12 (2004年天津高考题)若(1-2x)[2004]= a[,0]+a[,1]x+a[,2]x[2]+…+a[,2004]x[2004](x∈R),则(a[,0]+a[,1])+(a[,0]+a[,2]) +(a[,0]+a[,3])+…+(a[,0]+a[,2004])+______(用数字作答).

解析 令x=0,得a[,0]=1.(a[,0]+a[,1])+(a[,0]+a[,2])+(a[,0]+ a[,3])+…+(a[,0]+a[,2004])=2004a[,0]+(a[,1]+a[,2]+…+a[,2004])= 2003a[,0]+(a[,0]+a[,1]+a[,2]+…+a[,2004]).

令x=1,得a[,0]+a[,1]+a[,2]+…+a[,2004]=1,

∴(a[,0]+a[,1])+(a[,0]+a[,2])+(a[,0]+a[,3])+…+(a[,0]+a[,2004])= 2004,故填2004.

评析 此类题用赋值法能较好地解答.

[归纳领悟]

1.二项式展开式的性质:

(1)在二项式展开式中,与首末两端“等距离”的两项的二项式系数相等.

(2)如果n是偶数,则二项式的展开式的项数为奇数,且中间一项(第(n/2)+1项)的二项式系数最大;如果n是奇数,则二项式的展开式的项数为偶数,且中间两项(第(n+1)/2项与第((n+1)/2)+1项)的二项式系数相等并且最大.

(3)所有二项式系数的和等于2[n].

(4)奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和.

2.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,在应用通项公式时要注意以下几点:

(1)在通项公式T[,k+1]=C[,n][k]a[,n-k]b[k]中,含有T[,k+1]、C[,n][k] a、b、n、k这六个参数,只有a、b、n、k是独立的,在未知n、k的情况下,用通项公式解题,一般都需首先将通项公式转化为方程(组)求出n、k,然后代入通项公式求解.

(2)求二项式展开式中的一些特殊项,如系数最大的项、常数项等,通常都是先利用通项公式,由题意列方程,求出k,再求所需的某项;有时则需先求n,计算时要注意n和k的取值范围以及它们之间的大小关系.

(3)二项式定理的一个重要用途是做近似运算:

当n不很大、|x|比较小时,(1+x)[n]≈1+nx.

(4)利用二项式定理还可以证明整除问题或求余数问题,在证明整除问题或求余数问题时要进行合理的变形,使被除式(数)展开后的每一项都含有除式的因式,要注意变形的技巧.

[相关练习]

1.(2003年全国高考题)(x[2]-(1/2x))展开式中 x[9]的系数是_____.

2.(2001年上海高考题)在代数式(4x[2]-2x- 5)(1+(1/x[2])的展开式中,常数项为______.

3.(2000年上海高考题)若(+a)[5]的展开式中的第四项是10a[2](a为大于0的常数),则 x=______.

[参考答案]

1.-(21/2) 2.15 3.1/a

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