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第03讲二项式定理(高频考点,精讲)(解析版)_数学_一轮复习_2024年_2024年新高考数学一轮复习高频考点精讲精炼艺考生基础版_资料

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文档文本内容

第 03 讲 二项式定理 (精讲)
目录
第一部分:知识点精准记忆
第二 部分:典型例题剖析
题型一:二项展开式的通项及其应用
角度1:求二项展开式的特定项(或系数)
角度2:两个二项式之积中特定项(或系数)问题
角度3:三项展开式中特定项(或系数)问题
题型二:二项式系数与各项的系数和问题
题型三:项式系数的性质
角度1:二项式系数最大问题
角度2:系数最大问题
第一部分:知 识 点 精 准 记 忆
知识点一:二项式定理
(1)二项式定理
一般地,对于每个 ( ), 的展开式中 共有 个,将它们合并同类
项,就可以得到二项展开式:(a+b) n =C0anb0 +C1an−1b1 +C2an−2b2 +⋯+Cran−rbr +⋯+Cna0bn (
n n n n n
).这个公式叫做二项式定理.
(2)二项展开式
公式中:(a+b) n =C0anb0 +C1an−1b1 +C2an−2b2 +⋯+Cran−rbr +⋯+Cna0bn , 等号右边的
n n n n n
多项式叫做 的二项展开式.
(3)二项式系数与项的系数
二项展开式中各项的二项式系数为 ( ),项的系数是指该项中除变量外的常数部分,包含符
号等.
(4)二项展开式的通项
二项展开式中的 ( )叫做二项展开式的通项,用 表示,即通项为展开式的第
项: .通项体现了二项展开式的项数、系数、次数的变化规律,是二项式定理的核心,它在求展开式的某些特定项(如含指定幂的项常数项、中间项、有理项、系数最大的项等)及其系数等方面
有着广泛的应用.
知识点二:二项式系数的性质
①对称性:二项展开式中与首尾两端距离相等的两个二项式系数相等:
②增减性:当 时,二项式系数递增,当 时,二项式系数递减;
③最大值:当 为奇数时,最中间两项二项式系数最大;当 为偶数时,最中间一项的二项式系数最大.
知识点三:各二项式系数和
(1) 展开式的各二项式系数和:
;
(2)奇数项的二项式系数和与偶数项的二项式系数和相等:
第二部分:典 型 例 题 剖 析
题型一:二项展开式的通项及其应用
角度1:求二项展开式的特定项(或系数)
典型例题
例题1.(2022·全国·模拟预测(理))已知 的展开式的各项系数之和为81,则
( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【详解】由题意,令 得: ,解得: .
故选:B
例题2.(2022·北京师范大学第三附属中学模拟预测) 的展开式中的常数项为___________.
【答案】24
【详解】解:由通项公式得: ,
令 ,即可得 ,
所以展开式的常数项为: .
故答案为:24
例题3.(2022·云南师大附中高三阶段练习)在 的展开式中, 的系数为8,则实数 的值为______.
【答案】2
【详解】 的展开式的通项为 ,
令 ,解得 ,
所以 系数是 ,解得 .
故答案为:2.
例题4.(2022·浙江绍兴·一模) 的展开式中常数项为______.(用数字作答)
【答案】84
【详解】根据通项公式 ,
令 ,解得 ,所以 ,
故答案为:84.
同类题型归类练
1.(2022·四川广安·高三阶段练习(理))在 展开式中 的系数为24,则实数 的值为( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】D
【详解】解: 展开式中 的系数为 ,解得 .
故选:D.
2.(2022·上海市延安中学高三期中) 的二项展开式中, 的系数为_________.
【答案】
【详解】 的二项展开式通项为 ,
令 ,解得 ,
所以 ,
所以 的系数为 ,
故答案为: .
3.(2022·四川雅安·模拟预测(理))在 的展开式中, 的系数为 ,则 ______.
【答案】 ##
【详解】 的展开式中,含 的项为 ,所以 .
故答案为:
4.(2022·上海奉贤·高三期中)在 的展开式中, 的系数为______.
【答案】1
【详解】展开式的通项公式为 ,
令 ,解得 ,即 的系数为 ,
故答案为:1
角度2:两个二项式之积中特定项(或系数)问题
典型例题
例题1.(2022·福建·福州三中高三阶段练习) 的展开式中 的系数是( )
A.4 B.8 C.12 D.16
【答案】C
【详解】由 知展开式中含有 的项为:
和 ,
所以展开式中 的系数为:4+8=12
故选:C.
例题2.(2022·广东惠州·高三阶段练习) 的展开式中, 的系数为_________.(用数字作
答)
【答案】–256
【详解】 展开式的通项公式为: ,
展开式中含x项为:
,
∴展开式中含 项的系数为–256.
故答案为:
例题3.(2022·吉林·长春外国语学校高二期中) 的展开式中,记 项的系数为
,则 ______.
【答案】30
【详解】含有 的项为 ,则 ;
含有 的项为 ,则 ;则 .
故答案为:30.
同类题型归类练
1.(2022·浙江·高二期中) 的展开式中所有项的系数和为________.
【答案】0
【详解】令 有 ,故 的展开式中所有项的系数和为0.
故答案为:0
2.(2022·河南省上蔡第一高级中学高三阶段练习) 的展开式中含 项的系数是
__________(结果用数字表示).
【答案】
【详解】展开式中含 项的系数是 .
故答案为:
3.(2022·云南普洱·高二期末) 的展开式的常数项为_______.
【答案】
【详解】由于 ,
故展开式的常数项为 ,
故答案为: .
角度3:三项展开式中特定项(或系数)问题
典型例题
例题1.(2022·全国·高二单元测试) 的展开式中 的系数为( )
A.42 B.56 C.62 D.66
【答案】B
【详解】 ,
故 的系数为 .故选B.
一题多解
可以看成4个 相乘,展开式中 可以在1个 里选择 ,在1个 里选
择 ,在剩下的因式中选择2,此时 的系数为 ,也可以在3个 中各选1个 ,剩下的因式中选择2,此时 的系数为 ,综上所述,展开式中 的系数为 .故选B.
例题2.(2022·辽宁·模拟预测)记 的展开式中含 项的系数为 (其中 ),则函
数 的最小值为( )
A.﹣45 B.﹣15 C.0 D.15
【答案】A
【详解】由二项式展开式得:含 项的系数为 ,
即 .
故选:A.
例题3.(2022·全国·高二单元测试) 的展开式中所有不含 的项的系数之和为
( )
A. B. C.10 D.64
【答案】A
【详解】在 的展开式中,通项公式为
若展开式中的项不含 ,则 ,此时符合条件的项为 展开式中的所有项.
令 ,得这些项的系数之和为
故选:
同类题型归类练
1.(2022·江苏·扬州中学高二阶段练习)关于 的展开式,下列结论不正确的是
( )
A.所有项的二项式系数和为64 B.所有项的系数和为0
C.常数项为 D.系数最大的项为第3项
【答案】D
【详解】解: ,可得二项式系数和为 ,故A正确;
令 得所有项的系数和为0,故B正确;
常数项 ,故C正确;
,系数为 ,最大为 或 ,为第3项或第5项,故D错误.
故选:D.
2.(2022·安徽·高二期中) 的展开式中含 项的系数为( )A.-120 B.120 C.-60 D.60
【答案】A
【详解】由题意得, 的展开式中含 项为 .
故选:A.
3.(2022·浙江邵外高二阶段练习) 的展开式的各项系数和为 ,则a的值是( )
A.2 B.3 C.6 D.8
【答案】B
【详解】∵ 的展开式的各项系数和为-32,
令 ,可得 ,
故(1- ,解得 ,
故选:B.
题型二:二项式系数与各项的系数和问题
典型例题
例题1.(2022·吉林·长春吉大附中实验学校高二阶段练习)在 的展开式中,所有二项式系数
和为64,则 ( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【答案】A
【详解】由题意可知: ,
故选:A
例题2.(2022·浙江邵外高二期中)已知 的展开式中第 项和第 项的二项式系数相等,则 为
( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由已知可得 ,所以, .
故选:A.
例题3.(2022·浙江·绍兴一中高三期中) 的展开式中,所有项的二项式系数之和为________.
【答案】
【详解】在展开式中,所有项的二项式系数和为 .
故答案为: .例题4.(2022·山东潍坊·高三阶段练习)若 展开式的二项式系数之和为256,则展开式的常
数项为______.
【答案】5670
【详解】因为二项式系数和等于 ,所以 ,
由二项式展开式通项公式 ,
令 解得 ,所以常数项为 .
故答案为: 5670.
例题5.(2022·上海市杨思高级中学高三期中)已知 的二项展开式中,所有二项式系数的和为
256,则展开式中的常数项为___________.
【答案】1120
【详解】 所有二项式系数的和为256, , ,
则展开式的通项公式为 ,
令 可得 , 展开式的常数项为 .
故答案为:1120.
同类题型归类练
1.(2022·重庆市第十一中学校高二阶段练习)求 的展开式的第4项的二项式系数( )
A. B. C.15 D.20
【答案】D
【详解】由二项展开式的二项式系数的性质,
可得二项式 的展开式的第4项的二项式系数 .
故选:D.
2.(2022·安徽师范大学附属中学高二期中)若 的展开式中,第3项的二项式系数与第7项的二项
式系数相等,则 ( ).
A.10 B.9 C.8 D.7
【答案】C
【详解】根据二项式系数的对称性知 ,则 ,
故选:C.3.(2022·江苏·扬州中学模拟预测)在 的展开式中,二项式系数之和与各项系数之和比为
,则展开式的项数为___________
【答案】
【详解】由题意,二项式 的展开式的二项式系数之和为 ,
令 ,可得展开式的各项系数之和为 ,
因为二项式系数之和与各项系数之和比为 ,可得 ,即 ,解得 ,
所以二项式 展开式的项数为 .
故答案为: .
4.(2022·北京八十中高二期中)二项式 的展开式中各项的二项式系数之和为________.
【答案】32
【详解】由 ,即二项式系数和为32.
故答案为:32
5.(2022·山东德州·模拟预测)在 的展开式中,二项式系数之和与各项系数之和比为 ,则
展开式的常数项为______.
【答案】
【详解】解:由题意得:
令 ,则 ,所以 的展开式中,各项系数和为
又二项式系数和为 ,所以 ,解得 .
二项展开式的通项 ,令 ,得
所以展开式的常数项为 .
故答案为: .
题型三:项式系数的性质
角度1:二项式系数最大问题
典型例题例题1.(2022·黑龙江·哈尔滨七十三中高三阶段练习)已知 的展开式中,第3项的系数与
倒数第3项的系数之比为 ,则展开式中二项式系数最大的项为第( )项.
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【详解】 的展开式通项公式为 ,
则第3项的系数为 ,倒数第3项的系数为 ,
因为第3项的系数与倒数第3项的系数之比为 ,
所以 ,所以 ,解得 ,
所以展开式中二项式系数最大的项为第5项,
故选:C
例题2.(2022·全国·高二课时练习)已知 为正整数, 展开式的二项式系数的最大值为 ,
展开式的二项式系数的最大值为 ,且 ,则 的值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】C
【详解】由题意可知 , ,
,即 ,
,解得 .
故选:C.
例题3.(2022·湖南·郴州一中高三阶段练习)已知 ( )展开式中第5项和第6项的二
项式系数最大,则其展开式中常数项是________.
【答案】 ##
【详解】解:因为 ( )展开式中第5项和第6项的二项式系数最大,
所以 ,解得
所以 展开式的通项为 ,由 得, ,
所以常数项为第四项 .
故答案为:
例题4.(2022·北京·东直门中学高二阶段练习)在二项式 的展开式中.
(1)求 的系数;
(2)求展开式中二项式系数最大的项.
【答案】(1)60
(2)
(1)
(1) 的展开式的通项公式为 ,当 ,即 时, 的系数 ,即
的系数为60
(2)
二项式 的展开式第 项的二项式系数为 ,因为 ,即展开式中二
项式系数最大的项为 ,故展开式中二项式系数最大的项为
同类题型归类练
1.(2022·河南安阳·高三阶段练习(理))已知 的展开式中只有第5项是二项式系数最大,则该
展开式中各项系数的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】∵展开式中只有第5项是二项式系数最大,则
∴展开式的通项为
则该展开式中各项系数
若求系数的最小值,则 为奇数且 ,即 ,解得
∴系数的最小值为
故选:C.
2.(2022·湖南益阳·高二期末)在 的展开式中,若第5项为二项式系数最大的项,则n的值可能是( )
A.7 B.8 C.9 D.10
【答案】ABC
【详解】解: 已知 的展开式中第5项的二项式系数 最大,则 ,或 ,或 ,
故选:ABC.
3.(2022·北京·牛栏山一中高二期中)在已知 的展开式中各项的二项式系数之和为32.
(1)求 ;
(2)求展开式各项系数之和;
(3)求展开式中二项式系数取得最大值的项.
【答案】(1)
(2)
(3) ,
(1)
由题知: ,解得 .
(2)
因为 ,令 得 ,
所以展开式各项系数之和为 .
(3)
因为 ,所以展开式中第 项和第 项的二项式系数最大,
因为 , ,
, .
4.(2022·全国·高二专题练习)已知 的展开式中,各项系数和比它的二项式系数和大992.求展
开式中二项式系数最大的项.
【答案】 ,
【详解】解:令 ,则展开式中各项系数和为 ,
又∵展开式中二项式系数和为 ,
∴ ,即 .
∵ ,展开式共6项,二项式系数最大的项为第三、四两项,
∴ ,.
角度2:系数最大问题
典型例题
例题1.(2022·全国·高三专题练习) 按 降幕排列的展开式中,系数最大的项是( )
A.第 项和第 项 B.第 项
C.第 项和第 项 D.第 项
【答案】B
【详解】因为 的展开式通项为 ,
其中第 项和第 项的二项式系数最大,但第 项的系数为正,第 项的系数为负,
故 按 降幕排列的展开式中,系数最大的项是第 项.
故选:B.
例题2.(2022·河南河南·三模(理))已知 的展开式中,第4项的系数与倒数第四项的系
数之比为 ,则展开式中二项式系数最大的项的系数为______.
【答案】1120
【详解】设 展开式的通项为 ,故第四项的系数
为 ,倒数第四项的系数 ,所以 , ,解得 ,所
以第五项二项式系数最大,故最大项的系数为 .
故答案为:1120
例题3.(2022·江苏宿迁·高二期中)在 的展开式中,第2,3,4项的二项式系数依次成等
差数列.
(1)证明:展开式中没有常数项;
(2)求展开式中系数最大的项.
【答案】(1)证明见解析
(2)第二项 和第三项
(1)
证明:由二项式定理可知:第2,3,4项的二项式系数为 依次成等差数列, ,
,(舍)或 .
二项展开式中第 项 ,令 ,
所以展开式中没有常数项得证.
(2)
由(1)知二项展开式中第 项的系数为 ,设第 项系数最大,则 且
,化简得 ,
又 或2,则展开式中系数最大的项是第二项 和第三项 .
例题4.(2022·全国·高二单元测试)在 的展开式中.求:
(1)所有项的系数和;
(2) 的系数;
(3)系数最大的项.
【答案】(1) ;(2) ;(3) .
【详解】(1)令 ,该展开式中所有项的系数和为 .
(2)该展开式的通项公式为 , ,
令 ,解得 ,
故 的系数为 .
(3)设第 项的系数最大,
则 ,
解得 ,
又 ,
所以 ,
故该展开式中系数最大的项为 .
同类题型归类练
1.(多选)(2022·江苏·常州市第一中学高二期中) 的展开式中系数最大的项是( )A.第2项 B.第3项 C.第4项 D.第5项
【答案】BC
【详解】 的展开式的通项公式为:
则第 项的系数为:
设第 项的系数最大,则
即 ,即
解得 ,所以 或 时, 的展开式中系数最大
即 的展开式中系数最大是第3,4项,
故选:BC
2.(2022·河南郑州·高二期末(理))已知在 的展开式中,所有偶数项的二项式系数的和为
32.
(1)求n的值;
(2)求展开式中系数最大的项.
【答案】(1)
(2)
(1)
由题意可得 ,即 ,则 .
(2)
展开式的通项为 ,
设展开式的第 项的系数最大,则
解得 ,所以 .所以展开式中系数最大的项为 .
3.(2022·江苏·苏州外国语学校高二期末)若 展开式中前三项的系数和为163,求:
(1)展开式中所有x的有理项;
(2)展开式中系数最大的项.
【答案】(1)144x3,5376;(2)5376.
【详解】易求得展开式前三项的系数为1,2 ,4 .
由题意得1+2 +4 =163,可得n=9.
(1)设展开式中的有理项为 ,
由 = ,
又∵0≤k≤9,∴k=2,6.
故有理项为 ,
.
(2)设展开式中 项的系数最大,
则
∴ ≤k≤ ,
又∵k∈N,∴k=6,
故展开式中系数最大的项为T=5376.
7