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新高考数学一轮复习基础版讲义第10章第3节 二项式定理(2份,原卷版+解析版)
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【知识梳理】
1.二项式定理
(1)二项式定理:(a+b)n=Ceq \\al(0,n)an+Ceq \\al(1,n)an-1b+…+Ceq \\al(k,n)an-kbk+…+Ceq \\al(n,n)bn(n∈N*);
(2)通项:Tk+1=Ceq \\al(k,n)an-kbk,k=0,1,2,…,n,它表示第k+1项;
(3)二项式系数:二项展开式中各项的系数Ceq \\al(0,n),Ceq \\al(1,n),…,Ceq \\al(n,n).
2.二项式系数的性质
3.各二项式系数和
(1)(a+b)n展开式的各二项式系数和:Ceq \\al(0,n)+Ceq \\al(1,n)+Ceq \\al(2,n)+…+Ceq \\al(n,n)=2n.
(2)奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和,即Ceq \\al(0,n)+Ceq \\al(2,n)+Ceq \\al(4,n)+…=Ceq \\al(1,n)+Ceq \\al(3,n)+Ceq \\al(5,n)+…=2n-1.
[常用结论与微点提醒]
(a+b)n的展开式形式上的特点:
(1)项数为n+1;
(2)各项的次数和都等于二项式的幂指数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)二项式系数从Ceq \\al(0,n),Ceq \\al(1,n),一直到Ceq \\al(n-1,n),Ceq \\al(n,n).
【诊断自测】
1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)
(1)Ceq \\al(k,n)an-kbk是二项展开式的第k项.( )
(2)二项展开式中,二项式系数最大的项为中间一项.( )
(3)(a+b)n的展开式中某一项的二项式系数与a,b无关.( )
(4)(a+b)n某项的系数是该项中非字母因数部分,包括符号等,与该项的二项式系数不同.( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√
解析 二项展开式中Ceq \\al(k,n)an-kbk是第k+1项,二项式系数最大的项为中间一项或中间两项,故(1)(2)均不正确.
2.(选修三P34T1改编)在(1-x)5+(1-x)6+(1-x)7+(1-x)8的展开式中,含x3的项的系数是( )
A.74B.121C.-74D.-121
答案 D
解析 将(1-x)5,(1-x)6,(1-x)7,(1-x)8中含x3项的系数分别相加,即得展开式中含x3项的系数为Ceq \\al(3,5)(-1)3+Ceq \\al(3,6)(-1)3+Ceq \\al(3,7)(-1)3+Ceq \\al(3,8)(-1)3=-121.
3.(选修三P38T3改编)在(1-2x)10的展开式中,各项系数的和是________.
答案 1
解析 令x=1,可得各项系数的和为(1-2)10=1.
4.(选修三P31T4改编)(1+x+x2)(1-x)10的展开式中x4的系数为________.
答案 135
解析 ∵(1-x)10展开式的通项为
Tr+1=Ceq \\al(r,10)(-x)r,
令r=4,3,2分别得展开式含x4,x3,x2的系数为Ceq \\al(4,10),-Ceq \\al(3,10),Ceq \\al(2,10).故展开式中含x4的系数为
Ceq \\al(4,10)-Ceq \\al(3,10)+Ceq \\al(2,10)=135.
考点一 展开式中的通项
角度1 求二项展开式的特定项
例1 (1)(2023·天津卷)在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x3-\f(1,x)))eq \s\up12(6)的展开式中,x2的系数是________.
答案 60
解析 法一 二项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x3-\f(1,x)))eq \s\up12(6)展开式的通项
Tk+1=Ceq \\al(k,6)(2x3)6-keq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,x)))eq \s\up12(k)=(-1)k26-k·Ceq \\al(k,6)x18-4k,
令18-4k=2,解得k=4,
所以x2的系数为(-1)4×22×Ceq \\al(4,6)=60.
法二 将二项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x3-\f(1,x)))eq \s\up12(6)看成6个多项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x3-\f(1,x)))相乘,要想出现x2项,则先在2个多项式中分别取2x3,然后在余下的多项式中都取-eq \f(1,x)相乘,
即Ceq \\al(2,6)(2x3)2×Ceq \\al(4,4)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,x)))eq \s\up12(4)=60x2,所以x2的系数为60.
(2)(2023·德州模拟)若n∈Z,且3≤n≤6,则eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(1,x3)))eq \s\up12(n)的展开式中的常数项为________.
答案 4
解析 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(1,x3)))eq \s\up12(n)展开式的通项为
Tk+1=Ceq \\al(k,n)xn-keq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x3)))eq \s\up12(k)=Ceq \\al(k,n)xn-4k,
因为3≤n≤6,令n-4k=0,解得n=4,k=1,
所以eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(1,x3)))eq \s\up12(n)的展开式中的常数项为4.
角度2 两个二项式之积
例2 (1)(2024·长沙调考)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x)-2))(1-2x)4的展开式中,常数项为( )
A.-4B.-6C.-8D.-10
答案 D
解析 (1-2x)4的展开式的通项为
Tr+1=Ceq \\al(r,4)(-2x)r=Ceq \\al(r,4)(-2)r·xr,
所以eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x)-2))(1-2x)4的展开式中,常数项为
Ceq \\al(1,4)×(-2)+(-2)×Ceq \\al(0,4)=-8-2=-10.
(2)(2024·河南名校联考)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(x,y)))(x+2y)6的展开式中x2y4的系数为________.
答案 432
解析 将eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(x,y)))(x+2y)6整理得(1+xy-1)·(x+2y)6,展开式中含x2y4的项为Ceq \\al(5,6)·(xy-1)·x·(2y)5+Ceq \\al(4,6)x2·(2y)4=432x2y4,系数为432.
角度3 三项展开式问题
例3 (x2+x+y)5的展开式中,x5y2的系数为________.
答案 30
解析 法一 (x2+x+y)5=[(x2+x)+y]5,
含y2的项为T3=Ceq \\al(2,5)(x2+x)3·y2.
其中(x2+x)3中含x5的项为Ceq \\al(1,3)x4·x=Ceq \\al(1,3)x5.
所以x5y2的系数为Ceq \\al(2,5)Ceq \\al(1,3)=30.
法二 (x2+x+y)5表示5个因式(x2+x+y)之积.
∴x5y2可从两个因式中取x2,剩余的3个因式中1个取x,其余两个因式取y,
因此x5y2的系数为Ceq \\al(2,5)Ceq \\al(1,3)Ceq \\al(2,2)=30.
感悟提升 1.求二项展开式中的特定项,一般是化简通项后,令字母的指数符合要求(求常数项时,指数为零;求有理项时,指数为整数等),解出项数k+1,代回通项即可.
2.对于几个多项式积的展开式中的特定项问题,一般都可以根据因式连乘的规律,结合组合思想求解,但要注意适当地运用分类方法,以免重复或遗漏;也可利用排列组合的知识求解.
3.对于三项式问题一般先变形化为二项式再解决,或利用展开式的原理求解.
训练1 (1)(2024·北京昌平区质检)已知二项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(a,x)))eq \s\up12(5)的展开式中eq \f(1,x)的系数是10,则实数a=( )
A.-1B.1C.-2D.2
答案 B
解析 二项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(a,x)))eq \s\up12(5)的展开式的通项为
Ceq \\al(r,5)·x5-r·(ax-1)r=ar·Ceq \\al(r,5)·x5-2r,
令5-2r=-1,解得r=3,
所以a3·Ceq \\al(3,5)=10a3=10,解得a=1.
(2)(x2+x+1)(x-1)4的展开式中,x3的系数为________.
答案 -2
解析 (x-1)4的通项为Tk+1=Ceq \\al(k,4)x4-k(-1)k,
(x2+x+1)(x-1)4的展开式中,x3的系数为
Ceq \\al(3,4)(-1)3+Ceq \\al(2,4)(-1)2+Ceq \\al(1,4)(-1)=-2.
(3)(2024·重庆质检)(2x2+y+1)5的展开式中x4y2项的系数为________.
答案 120
解析 将(2x2+y+1)5看作5个因式(2x2+y+1)相乘,
根据x4y2的指数可得5个因式中有两个选2x2,两个选y,一个选1,进行相乘,
即(2x2+y+1)5的展开式中x4y2项的系数为
Ceq \\al(2,5)×22×Ceq \\al(2,3)=120.
考点二 二项式系数的和与各项系数的和
例4 (1)在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(3x-\f(1,\r(x))))eq \s\up12(n)的展开式中,各项系数和与二项式系数和之和为128,则( )
A.二项式系数和为32B.各项系数和为128
C.常数项为-135D.常数项为135
答案 D
解析 令x=1,得各项系数和为2n,
又二项式系数和为2n,则2×2n=128,得n=6,
即二项式系数和为64,各项系数和也为64,故A,B不正确;
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(3x-\f(1,\r(x))))eq \s\up12(6)的展开式的通项为
Tk+1=Ceq \\al(k,6)·(3x)6-k·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,\r(x))))eq \s\up12(k)=Ceq \\al(k,6)·(-1)k36-k·x6-eq \f(3,2)k,
令6-eq \f(3,2)k=0,得k=4,
因此展开式中的常数项为T5=Ceq \\al(4,6)·(-1)4·32=135,故C不正确,D正确.
(2)(2024·南昌调研)若(1+x)10=a0+a1x+a2x2+…+a10x10,则a2+a6+a8=________;a1+2a2+3a3+…+10a10=________.
答案 300 5 120
解析 ①由已知得(1+x)10展开式的通项为Tk+1=Ceq \\al(k,10)xk,所以展开式中每一项的系数即为其二项式系数.
故a2+a6+a8=Ceq \\al(2,10)+Ceq \\al(6,10)+Ceq \\al(8,10)=300.
②对原式两边求导得,
10(1+x)9=a1+2a2x+3a3x2+…+10a10x9.
令x=1,得
a1+2a2+3a3+…+10a10=10×29=5 120.
感悟提升 一般地,对于多项式(a+bx)n=a0+a1x+a2x2+…+anxn,令g(x)=
(a+bx)n,则(a+bx)n的展开式中各项的系数和为g(1),(a+bx)n的展开式中奇数项的系数和为eq \f(1,2)[g(1)+g(-1)],(a+bx)n的展开式中偶数项的系数和为
eq \f(1,2)[g(1)-g(-1)].
训练2 (1)(2024·西安质检)已知(2x-1)5=a5x5+a4x4+a3x3+a2x2+a1x+a0,则|a0|+|a1|+…+|a5|等于( )
A.1B.243C.121D.122
答案 B
解析 令x=1,得a5+a4+a3+a2+a1+a0=1,①
令x=-1,得-a5+a4-a3+a2-a1+a0=-243,②
①+②,得2(a4+a2+a0)=-242,
即a4+a2+a0=-121.
①-②,得2(a5+a3+a1)=244,
即a5+a3+a1=122.
所以|a0|+|a1|+…+|a5|=-a0+a1-a2+a3-a4+a5=122+121=243.
(2)设(eq \r(2)+x)10=a0+a1x+a2x2+…+a10x10,则(a0+a2+a4+…+a10)2-(a1+a3+a5+…+a9)2的值为________.
答案 1
解析 令x=1有a0+a1+…+a10=(eq \r(2)+1)10,
令x=-1有a0-a1+a2-…+a10=(eq \r(2)-1)10,
故(a0+a2+a4+…+a10)2-(a1+a3+a5+…+a9)2=(a0+a1+a2+…+a10)·(a0-a1+a2-…+a10)=(eq \r(2)+1)10(eq \r(2)-1)10=1.
考点三 系数的最值问题
例5 已知(eq \r(3,x)+x2)2n的展开式的二项式系数和比(3x-1)n的展开式的二项式系数和大992,则:
(1)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(1,x)))eq \s\up12(2n)的二项式系数最大的项为________;
(2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(1,x)))eq \s\up12(2n)的展开式系数最大的项为________.
答案 (1)8 064 (2)15 360x4
解析 由题意知,22n-2n=992,
即(2n-32)(2n+31)=0,
∴2n=32(负值舍去),解得n=5.
(1)由二项式系数的性质知,eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(1,x)))eq \s\up12(10)的展开式中第6项的二项式系数最大,即Ceq \\al(5,10)=252.
∴T6=Ceq \\al(5,10)(2x)5eq \f(1,x5)=Ceq \\al(5,10)25=8 064.
(2)设第r+1项的系数最大.
∵Tr+1=Ceq \\al(r,10)(2x)10-req \f(1,xr)=Ceq \\al(r,10)210-rx10-2r,
∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(Ceq \\al(r,10)210-r≥Ceq \\al(r-1,10)210-r+1,,Ceq \\al(r,10)210-r≥Ceq \\al(r+1,10)210-r-1,))
得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(Ceq \\al(r,10)≥2Ceq \\al(r-1,10),,2Ceq \\al(r,10)≥Ceq \\al(r+1,10),))即eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(11-r≥2r,,2(r+1)≥10-r,))
解得eq \f(8,3)≤r≤eq \f(11,3).
∵r∈N,∴r=3.
故系数最大的项是第4项,第4项为
T4=Ceq \\al(3,10)27x4=15 360x4.
感悟提升 1.二项式系数最大项的确定方法:当n为偶数时,展开式中第eq \f(n,2)+1项的二项式系数最大,最大值为;当n为奇数时,展开式中第eq \f(n+1,2)项和第eq \f(n+3,2)项的二项式系数最大,最大值为或.
2.如求(a+bx)n(a,b∈R)的展开式系数最大的项,一般是采用待定系数法,设展开式各项系数分别为A1,A2,…,An+1,且第k项系数最大,应用eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(Ak≥Ak-1,,Ak≥Ak+1))从而解出k即可.
训练3 (多选)(2024·杭州质检)关于(a-b)11的说法,正确的是( )
A.展开式中的二项式系数之和为2 048
B.展开式中只有第6项的二项式系数最大
C.展开式中第6项和第7项的二项式系数最大
D.展开式中第6项的系数最小
答案 ACD
解析 由二项式系数的性质知,(a-b)11的二项式系数之和为211=2 048,故A正确;
因为(a-b)11的展开式共有12项,中间两项的二项式系数最大,即第6项和第7项的二项式系数最大,故C正确,B错误;
因为展开式中第6项的系数是负数,且绝对值最大,所以展开式中第6项的系数最小,故D正确.
【A级 基础巩固】
1.(2024·天津段测)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(3,x2)))eq \s\up12(6)展开式中的常数项是( )
A.-135B.135C.1 215D.-1 215
答案 B
解析 二项展开式的通项
Tr+1=Ceq \\al(r,6)x6-r·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3,x2)))eq \s\up12(r)=Ceq \\al(r,6)(-3)rx6-3r,
令6-3r=0,解得r=2,
所以常数项T3=Ceq \\al(2,6)(-3)2=135.
2.(2024·南通调研)已知(3x-1)·(x+1)n的展开式中所有项的系数之和为64,则展开式中含x2的项的系数为( )
A.25B.3C.5D.33
答案 C
解析 令x=1,可得展开式中所有项的系数之和为2n+1=64,故n=5,
又(x+1)n即(x+1)5的展开式的通项
Tr+1=Ceq \\al(r,5)·x5-r,
则展开式中含有x2的项的系数为3Ceq \\al(4,5)-Ceq \\al(3,5)=5.
3.(2024·赣州段考)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(2,\r(x))))eq \s\up12(8)的展开式中含x5项的系数是( )
A.-112B.112C.-28D.28
答案 B
解析 由二项式定理可得eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(2,\r(x))))eq \s\up12(8)的展开式的通项为Tr+1=Ceq \\al(r,8)x8-req \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(2,\r(x))))eq \s\up12(r)=
(-2)rCeq \\al(r,8)x8-eq \f(3,2)r,0≤r≤8,r∈N,
令8-eq \f(3,2)r=5,解得r=2,
所以含x5项的系数是(-2)2Ceq \\al(2,8)=112.
4.(2024·成都诊断)已知eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(1,\r(x))))eq \s\up12(n)的二项展开式中,第3项与第9项的二项式系数相等,则所有项的系数之和为( )
A.212B.312C.310D.210
答案 C
解析 因为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(1,\r(x))))eq \s\up12(n),且第3项与第9项的二项式系数相等,
所以Ceq \\al(2,n)=Ceq \\al(8,n),解得n=10,
取x=1,所以所有项的系数之和为310.
5.(2024·柳州、梧州大联考)已知(2-x)·(2x+1)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5+a6x6,则a0+a6=( )
A.34B.30C.-34D.-30
答案 D
解析 令x=0,得a0=2,(2x+1)5的展开式的通项为Tr+1=Ceq \\al(r,5)(2x)5-r·1r=25-rCeq \\al(r,5)x5-r,r=0,1,2,3,4,5,
令r=0,则T1=25Ceq \\al(0,5)x5=32x5,
故a6=-1×25=-32,
所以a0+a6=-30.
6.在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,2x)))eq \s\up12(6)(x+3)的展开式中,常数项为( )
A.-eq \f(15,2)B.eq \f(15,2)C.-eq \f(5,2)D.eq \f(5,2)
答案 A
解析 原式=xeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,2x)))eq \s\up12(6)+3eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,2x)))eq \s\up12(6),①
而eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,2x)))eq \s\up12(6)的通项为Tk+1=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)))eq \s\up12(k)Ceq \\al(k,6)x6-2k.
当6-2k=-1时,k=eq \f(7,2)∉Z,
故①式中的前一项不会出现常数项;
当6-2k=0,即k=3时,可得①式中的后一项满足题意,
此时原式常数项为3×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)))eq \s\up12(3)×Ceq \\al(3,6)=-eq \f(15,2).
7.(多选)(2024·青岛模拟)在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(1,x)))eq \s\up12(8)的展开式中,下列说法正确的是( )
A.常数项是1 120
B.第四项和第六项的系数相等
C.各项的二项式系数之和为256
D.各项的系数之和为256
答案 AC
解析 根据二项式定理,eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(1,x)))eq \s\up12(8)的展开式的通项为Tk+1=Ceq \\al(k,8)28-k(-1)kx8-2k,k=0,1,2,…,8.
对于A,令8-2k=0,得k=4,
则常数项为Ceq \\al(4,8)24(-1)4=1 120,故A正确;
对于B,第四项的系数为Ceq \\al(3,8)28-3(-1)3=-1 792,第六项的系数为Ceq \\al(5,8)28-5(-1)5=-448,故B错误;
对于C,因为n=8,所以各项的二项式系数之和为28=256,故C正确;
对于D,令x=1,各项的系数之和为1,故D错误.
8.(2024·厦门质检)在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,\r(x))))eq \s\up12(n)的展开式中,只有第5项的二项式系数最大,则展开式中含x2项的系数为________.
答案 70
解析 由题目条件,只有第5项的二项式系数最大,得n=8.
∴通项Tr+1=Ceq \\al(r,8)x8-req \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,\r(x))))eq \s\up12(r)=(-1)rCeq \\al(r,8)x8-eq \f(3,2)r,
令8-eq \f(3,2)r=2,解得r=4.
∴展开式中含x2项的系数为(-1)4Ceq \\al(4,8)=70.
9.(2024·辽宁名校联考)(eq \r(3,3)-2)7的展开式中第二个有理项为________.
答案 1 680
解析 (eq \r(3,3)-2)7的展开式的通项
Tk+1=Ceq \\al(k,7)·(eq \r(3,3))7-k·(-2)k
=Ceq \\al(k,7)·3eq \f(7-k,3)·(-2)k(k=0,1,2,3,4,5,6,7),
要使第k+1项为有理项,
则eq \f(7-k,3)∈Z,则k可取1,4,7,
所以(eq \r(3,3)-2)7的展开式中第二个有理项为
Ceq \\al(4,7)·3eq \f(7-4,3)·(-2)4=35×3×16=1 680.
10.设a=3n+Ceq \\al(1,n)3n-1+Ceq \\al(2,n)3n-2+…+Ceq \\al(n-1,n)3,则当n=2 024时,a除以15所得余数为________.
答案 0
解析 ∵Ceq \\al(0,n)3n+Ceq \\al(1,n)3n-1+Ceq \\al(2,n)3n-2+…+Ceq \\al(n-1,n)3+Ceq \\al(n,n)30=(3+1)n=4n,
∴a=4n-1,
当n=2 024时,a=42 024-1=(15+1)1 012-1,
而(15+1)1 012-1=Ceq \\al(0,1 012)151 012+Ceq \\al(1,1 012)151 011+…+Ceq \\al(1 011,1 012)15,
故此时a除以15所得余数为0.
11.已知在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\r(3,x)-\f(1,2\r(3,x))))eq \s\up12(n)的展开式中,第6项为常数项.
(1)求n;
(2)求含x2的项的系数.
解 (1)通项为
Tr+1=Ceq \\al(r,n)xeq \s\up6(\f(n-r,3))eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)))eq \s\up12(r)x-eq \f(r,3)=Ceq \\al(r,n)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)))eq \s\up12(r)xeq \s\up6(\f(n-2r,3)),
∵第6项为常数项,
∴r=5时,有eq \f(n-2r,3)=0,即n=10.
(2)令eq \f(n-2r,3)=2,得r=eq \f(1,2)(n-6)
=eq \f(1,2)×(10-6)=2,
∴含x2的项的系数为Ceq \\al(2,10)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)))eq \s\up12(2)=eq \f(45,4).
12.(2024·武汉质检)在①只有第6项的二项式系数最大,②第4项与第8项的二项式系数相等,③所有二项式系数的和为210,这三个条件中任选一个,补充在下面(横线处)问题中,解决下面两个问题.
已知(2x-1)n=a0+a1x1+a2x2+a3x3+…+anxn(n∈N*),若(2x-1)n的展开式中,________.
(1)求n的值;
(2)求|a1|+|a2|+|a3|+…+|an|的值.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
解 (1)选择条件①:
若(2x-1)n的展开式中只有第6项的二项式系数最大,则eq \f(n,2)=5.所以n=10.
选择条件②:
若(2x-1)n的展开式中第4项与第8项的二项式系数相等, Ceq \\al(3,n)=Ceq \\al(7,n).
所以n=10.
选择条件③:
若(2x-1)n的展开式中所有二项式系数的和为210,则2n=210.
所以n=10.
(2)由(1)知n=10,则(2x-1)10=a0+a1x1+a2x2+a3x3+…+a10x10,
令x=0,则a0=1,
令x=-1,则310=a0-a1+a2-a3+…+a10
=1+|a1|+|a2|+|a3|+…+|a10|,
所以|a1|+|a2|+|a3|+…+|a10|=310-1.
【B级 能力提升】
13.(x+y-2z)5的展开式中,xy2z2的系数是( )
A.120B.-120C.60D.30
答案 A
解析 由题意知
(x+y-2z)5=[(x+y)-2z]5,
展开式的第k+1项为Ceq \\al(k,5)(x+y)5-k(-2z)k,
令k=2,可得第3项为(-2)2Ceq \\al(2,5)(x+y)3z2,
(x+y)3的展开式的第m+1项为Ceq \\al(m,3)x3-mym,
令m=2,可得第3项为Ceq \\al(2,3)xy2,
所以(x+y-2z)5的展开式中,
xy2z2的系数是(-2)2Ceq \\al(2,5)Ceq \\al(2,3)=120.
14.在(3x-2y)20的展开式中,求:
(1)二项式系数最大的项;
(2)系数绝对值最大的项;
(3)系数最大的项.
解 (1)由题意得二项式系数最大的项为第11项,即T11=Ceq \\al(10,20)(3x)10(-2y)10=Ceq \\al(10,20)·310·210x10y10.
(2)设系数绝对值最大的项是第r+1项,
于是eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(Ceq \\al(r,20)·320-r·2r≥Ceq \\al(r+1,20)·319-r·2r+1,,Ceq \\al(r,20)·320-r·2r≥Ceq \\al(r-1,20)·321-r·2r-1,))
化简得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(3(r+1)≥2(20-r),,2(21-r)≥3r,))
解得7eq \f(2,5)≤r≤8eq \f(2,5),
因为r∈N,所以r=8,
即T9=Ceq \\al(8,20)·312·28x12y8是系数绝对值最大的项.
(3)由于系数为正的项为奇数项,
故可设第2r-1项的系数最大(r∈N*),
所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(Ceq \\al(2r-2,20)·322-2r·22r-2≥Ceq \\al(2r-4,20)·324-2r·22r-4,,Ceq \\al(2r-2,20)·322-2r·22r-2≥Ceq \\al(2r,20)·320-2r·22r,))
化简得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(10r2+143r-1 077≤0,,10r2+163r-924≥0,))
解得r=5,即第9项系数最大,
T9=Ceq \\al(8,20)·312·28x12y8.
性质
性质描述
对称性
与首末等距离的两个二项式系数相等,即Ceq \\al(m,n)=Ceq \\al(n-m,n)
增减性
二项式系数Ceq \\al(k,n)
当k<eq \f(n+1,2)(n∈N*)时,是递增的
当k>eq \f(n+1,2)(n∈N*)时,是递减的
二项式系数
最大值
当n为偶数时,中间的一项取得最大值
当n为奇数时,中间的两项与相等且取得最大值
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