二项式定理公式、各种例题讲解及练习.doc
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二项式定理例题讲解
分 类 计 数 原 理
分 步 计 数 原理
做一件事,完成它有n类不同的办法。第一类办法中有m1种方法,第二类办法中有m2种方法……,第n类办法中有mn种方法,则完成这件事共有:N=m1+m2+…+mn种方法。
做一件事,完成它需要分成n个步骤。第一步中有m1种方法,第二步中有m2种方法……,第n步中有mn种方法,则完成这件事共有:N=m1 m2 … mn种方法。
注意:处理实际问题时,要善于区分是用分类计数原理还是分步计数原理,这两个原理的标志是“分类”还是“分步骤”。
排列
组合
从n个不同的元素中取m(m≤n)个元素,按照一定的顺序排成一排,叫做从n个不同的元素中取m个元素的排列。
从n个不同的元素中,任取m(m≤n)个元素并成一组,叫做从n个不同的元素中取m个元素的组合。
排列数
组合数
从n个不同的元素中取m(m≤n)个元素的所有排列的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,记为Pnm
从n个不同的元素中取m(m≤n)个元素的所有组合的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数,记为Cnm
选排列数
全排列数
二项式定理
二项展开式的性质
(1)项数:n+1项
(2)指数:各项中的a的指数由n起依次减少1,直至0为止;b的指出从0起依次增加1,直至n为止。而每项中a与b的指数之和均等于n 。
(3)二项式系数:
各奇数项的二项式数之和等于各偶数项的二项式的系数之和
例1.试求:
(1)(x3-)5的展开式中x5的系数;
(2)(2x2-)6的展开式中的常数项;
(3)(x-1)9的展开式中系数最大的项;
(4)在的展开式中,系数为有理数的项的个数.
解:(1)Tr+1=
依题意15-5r=5,解得r=2
故(-2)2=40为所求x5的系数
(2)Tr+1=(2x2)6- r=(-1)r·26- r·
依题意12-3r=0,解得r=4
故·22=60为所求的常数项.
(3)Tr+1=
∵,而(-1)4=1,(-1)5=-1
∴ T5=126x5是所求系数最大的项
(4)Tr+1=,
要使x的系数为有理数,指数50-与都必须是整数,
因此r应是6的倍数,即r=6k(k∈Z),
又0≤6k≤100,解得0≤k≤16(k∈Z)
∴x的系数为有理数的项共有17项.
评述 求二项展开式中具有某特定性质的项,关键是确定r的值或取值范围.应当注意的是二项式系数与二项展开式中各项的系数不是同一概念,要加以区分.
例2.试求:
(1)(x+2)10(x2-1)的展开式中x10的系数;
(2)(x-1)-(x-1)2+(x-1)3-(x-1)4+(x-1)5的展开式中x2的系数;
(3)的展开式中的常数项.
解:(1)∵ (x+2)10=x10+20x9+180x8+…
∴ (x+2)10(x2-1)的展开式中x10的系数是-1+180=179
(2)∵ (x-1)-(x-1)2+(x-1)3-(x-1)4+(x-1)5
=
∴所求展开式中x2的系数就是(x-1)6的展开式中x3的系数=-20
(3)∵ =
∴ 所求展开式中的常数项是-=-20
评述 这是一组将一个二项式扩展为若干个二项式相乘或相加,或扩展为简单的三项展开式,求解的关键在于转化为二项展开式的问题,转化时要注意分析题目中式子的结构特征.
例3.(1)已知(1+x)n的展开式中,x3的系数是x的系数的7倍,求n的值;
(2)已知(ax+1)7(a≠0)的展开式中,x3的系数是x2的系数与x4的系数的等差中项,求a的值;
(3)已知(2x+)8的展开式中,二项式系数最大的项的值等于1120,求x的值.
解:(1)依题意,即=7n
由于n∈N,整理得n2-3n-40=0,解得n=8
(2) 依题意
由于a≠0,整理得5a2-10a+3=0,解得a=1±
(3)依题意T5==1120,
整理得x4(1+lgx)=1,两边取对数,得
lg2x+lgx=0,解得lgx=0或lgx=-1
∴x=1或x=
评述 (a+b)n的展开式及其通项公式是a,b,n,r,Tr+1五个量的统一体,已知与未知相对的,运用函数与方程的思想方法,应会求其中居于不同位置,具有不同意义的未知数.
例4.(1)若(2x+)4=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4
则(a0+a2+a4)2-(a1+a3)2的值等于 ;
(2)1+2= .
解(1)令x=1,得a0+a1+a2+a3+a4=()4,
令x=-1,得a0-a1+a2-a3+a4=,
由此可得(a0+a2+a4)2-(a1+a3)2
=(a0+a1+a2+a3+a4)( a0-a1+a2-a3+a4)
=[]4=1
(2)在(1+x)10=中,
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