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1、2022年高三數(shù)學 排列、組合和和概率 二項式定理教案同步教案 新人教A版
學習指導:
1.有關(guān)二項式定理,要記住公式,弄清與其相關(guān)的概念:二項式系數(shù)、系數(shù)、項、項數(shù)、通項等,從而正確運用二項式系數(shù)的性質(zhì)進行計算,解一些應(yīng)用題。重點是二項式定理的應(yīng)用、難點是對通項的理解。
2.二項式定理:。右邊的多項式叫做的二項展開式,共有項,其中各項的系數(shù)叫做二項式系數(shù),叫做二項展開式的通項,用表示。
3.二項式系數(shù)的性質(zhì)
(1)對稱性:與首末兩端“等距離”的兩個二項式系數(shù)相等。
(2)增減性與最大值
當時,二項式系數(shù)是逐漸增大的;當時,二項式系數(shù)是逐漸減小的,
當是偶數(shù)時,中間一項的二項式
2、系數(shù)取得最大值;當是奇數(shù)時,中間的兩項的二項式系數(shù)相等,且同時取得最大值。
(3)的展開式的各個二項式系數(shù)的和等于,即
(4)的展開式中,奇數(shù)項的二項式系數(shù)的和等于偶數(shù)項的二項式系數(shù)的和,即
。
例題選講
例1.求展開式中的常數(shù)項。
解:展開式的通項為。令得
展開式的常數(shù)項為。
注:若把上題改為“求展開式中的有理項”,由
知為6的倍數(shù),又;
展開式中的有理項為,,。
例2.在的展開式中,所有奇數(shù)項之和等于1024,試求它的中間項。
解:展開式中所有奇數(shù)項系數(shù)之和等于所有偶數(shù)項系數(shù)之和,即,,展開式共有12項,其中第6、7項為中間項。
例3.已知的展開式中項的
3、系數(shù)與的展開式中項的系數(shù)相等,求的值。
解:的展開式中的通項為,,即項的系數(shù)為。
的展開式中的通項為,,即項的系數(shù)為。
由,即,解之得中,舍去。 。
例4.在的展開式中前三項的系數(shù)成等差數(shù)列,求展開式中的有理項。
解:因為前三項系數(shù)分別為1、、,它們成等差數(shù)列,所以。即解之得或。
當時,的展開式中不含有理項,所以不合,應(yīng)舍去。
當時,的展開式的通項為
,應(yīng)是4的倍數(shù),
必須是4的倍數(shù),又,。
展開式中各有理項為,,。
注:求二項展開式中有關(guān)的系數(shù)、常數(shù)項、有理項等特殊項的問題,可緊緊抓住二項展開項的通項,通過對通項的分析,去找到原問題的解。
例5.求
4、中的系數(shù)。
解法一,原式
原題即轉(zhuǎn)化為求的展開式中的的系數(shù),, 的系數(shù)為286。
解法二:項只存在于后四個項中,且都是四個展開式的第10項。系數(shù)之和為
解法三:原式中的系數(shù)與式中的的系數(shù)相同,后者
所以展開式中的的系數(shù)為
例6.求展開式中的系數(shù)。
解:因為的展開式通項為,其中時,系數(shù)為。
的展開式通項為,其中時系數(shù)為。
的展開式通項為,其中時系數(shù)為。
所以展開式中的系數(shù)為。
例7.求展開式中的系數(shù)。
解:原式 第三項起沒有的項。
所以的系數(shù)為。
注:求的展開式中的系數(shù)。
原式 只有第3項有,其系數(shù)為
或者由原式
從四個因式中任取2個a,其余再從余
5、下的兩個式子中任取1個b,最后一個因式中取1個c。得的系數(shù)為。
一般地,展開式中的系數(shù)可表示為
例8.求的展開式中的系數(shù)。
解法一、原式,其通項為,又的通項
令,可得或
當時,的系數(shù)為; 當時,的系數(shù)為;
所以符合條件的的系數(shù)為。
解法二、原式,其通項為
當時,的系數(shù)為; 當時,的系數(shù)為
所以展開式中的系數(shù)為。
解法三、原式
出現(xiàn)有兩種情況,一種是三個因式均提供,另一種是一個提供,另兩個中有一個提供,一個提供,因而的系數(shù)為。
例9.求展開式中的最大項。
解:展開式中二項式系數(shù)最大的項是中間的項,但雖然的第26項的二項式系數(shù)最大,但因其,但卻隨的增大而增大,因此
6、第26項不一定最大,但當時,的值顯然大于1,所以只要討論時,小于1。
,
即展開式中的最大項為。
例10.數(shù)的未尾連續(xù)的零的個數(shù)是 個。
解法一、因為
令
同為M的未位數(shù)是0,N的未位數(shù)是6。所以的未尾連續(xù)零的個數(shù)是3個。
解法二、因為,,,
,
當時,末尾有四個以上的0,所以,m為正整數(shù)。
所以的未尾有3個連續(xù)的零。
例11.在的展開式中,求:
(1) 二項式系數(shù)最大的項;
(2) 系數(shù)絕對值最大的項;
(3) 系數(shù)最大的項
解:(1)二項式系數(shù)最大的項是
(2)設(shè)系數(shù)絕對值最大的項是第r+1項,則
7、
即 得,
所以當時,系數(shù)絕對值最大的項為
(3)因系數(shù)為正的項為奇數(shù)項,故可設(shè)第項系數(shù)最大,則
得
即系數(shù)最大。
例12.設(shè),求:
(1); (2)
解:(1)令得
令得
(2)令得①
令得②
由①+②得
例13.求除以100的余數(shù)
解法一:
觀察各項,只有最后兩項不能被100 又
故知除以100的余數(shù)為81。
解法二:
顯然僅最后一項不能被100整除,以下轉(zhuǎn)化為求被100除的余數(shù)。
此式中僅最后兩項不能被100整除,而, 所求余數(shù)為81。
例14.證明:,
證明:當時,
當時,
又
8、
注:證明還可以有如下的證法:
例15、當,求證:
證明:因為
其中
所以
鞏固與練習
一、 選擇題
1.二項式展開式中的前三項系數(shù)成等差數(shù)列,則展開式中的常數(shù)項是( )
A. B. C. D.
2.被4除所得的系數(shù)為( ?。?
A.0 B.1 C.2 D.3
3.,,展開式按a的降冪排列后第二項不大于第三項,則a的取值范圍是(
9、 )
A. B. C. D.
4.展開式中各項系數(shù)之和為( )
A. B. C. D.
二、填空題
5.設(shè),則 ; ;
。
6.在的展開式中,的系數(shù)是的系數(shù)與的系數(shù)的等差中項,若實數(shù),則 。
7.被22除所得的余數(shù)為 。
8.已知展開式中的余數(shù)是56,則實數(shù)的值是
10、 。
三、解答題
9.求展開式中的系數(shù)。
10.已知,(1)若展開式中第五項、第六項、第七項的二項式系數(shù)成等差數(shù)列,求展開式中項式系數(shù)最大的項的系數(shù);(2)若展開式中前三項的二項式系數(shù)之和等于79,求展開式中系數(shù)最大的項。
11.設(shè),若其展開式中關(guān)于x的一次項系數(shù)的和為11,試問m、n為何值時,含項的系數(shù)和最小,這個最小值是多少?
12.求展開式中含x一次冪的項。
參考答案
1.D 2.A 3.D 4.B
5.;;;
6.
7.1
8.或
9.
10.(1)當時,第五項系數(shù)為和第五項系數(shù);當時,第8項系數(shù)為3432
(2)
11.當或時,取最小值為30。
12.45x