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第03讲二项式定理(知识+真题+7类高频考点)(精讲)(教师版)_数学_一轮复习_2025年_2025年高考数学一轮复习精讲精练(知识·题型·分层练,新高考专用)_资料

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文档文本内容

第 03 讲 二项式定理
目录
第一部分:基础知识..................................................1
第二部分:高考真题回顾..............................................2
第三部分:高频考点一遍过............................................4
高频考点一:二项展开式的通项及其应用(求二项展开式的特定项(或系
数))...........................................................4
高频考点二:二项展开式的通项及其应用(两个二项式之积中特定项(或系
数)问题).......................................................6
高频考点三:二项展开式的通项及其应用(三项展开式中特定项(或系数)
问题)...........................................................9
高频考点四:二项式系数与各项的系数和问题(二项式系数和与系数和) 13
高频考点五:二项式系数与各项的系数和问题(展开式的逆应用)......19
高频考点六:项式系数的性质(二项式系数最大问题)................21
高频考点七:项式系数的性质(系数最大问题)......................25
第四部分:新定义题.................................................31第一部分:基础知识
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:高考真题回顾
1.(2024·北京·高考真题)在 的展开式中, 的系数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】求指定项的系数
【分析】写出二项展开式,令 ,解出 然后回代入二项展开式系数即可得解.
【详解】 的二项展开式为 ,
令 ,解得 ,
故所求即为 .
故选:A.
2.(2024·上海·高考真题) 展开式中 的系数为 .
【答案】15
【知识点】求指定项的系数
【分析】根据给定条件,利用二项式定理直接求出结果.
【详解】 展开式中令 的项为 ,
所以 展开式中 的系数为15.
故答案为:15
3.(2024·全国·高考真题甲卷理) 的展开式中,各项系数中的最大值为 .
【答案】5
【知识点】求系数最大(小)的项
【分析】先设展开式中第 项系数最大,则根据通项公式有 ,进而求出 即可求
解.
【详解】由题展开式通项公式为 , 且 ,设展开式中第 项系数最大,则 ,
,即 ,又 ,故 ,
所以展开式中系数最大的项是第9项,且该项系数为 .
故答案为:5.
4.(2024·天津·高考真题)在 的展开式中,常数项为 .
【答案】20
【知识点】求指定项的系数
【分析】根据题意结合二项展开式的通项分析求解即可.
【详解】因为 的展开式的通项为 ,
令 ,可得 ,
所以常数项为 .
故答案为:20.
第三部分:高频考点一遍过
高频考点一:二项展开式的通项及其应用(求二项展开式的特定项(或系
数))
典型例题
例题1.(2024·陕西西安·模拟预测) 的展开式的常数项为( )
A. B. C. D.【答案】A
【知识点】求二项展开式的第k项
【分析】利用 的展开式的通项公式 ,得 的
展开式的项为 或 ,即可求出结果.
【详解】因为 的展开式的通项公式为 ,
所以 的展开式的项为 或
,
令 时, ,
令 时, ,
所以 的展开式的常数项为 ,
故选:A.
例题2.(23-24高二下·四川南充·期末)二项式 的展开式中常数项为( )
A.6 B.12 C.15 D.30
【答案】C
【知识点】二项展开式的应用、求二项展开式的第k项、求指定项的系数
【分析】根据二项式展开式的通项公式,令其中 的指数等于0,即可得出 ,再代入得出答案.
【详解】二项式 的通项公式为 ,
令 ,解得 ,
则展开式中常数项为 ,
故选:C.
例题3.(24-25高三上·陕西安康·开学考试) 的展开式中 的系数为 .(用数
字作答)
【答案】
【知识点】求指定项的系数、两个二项式乘积展开式的系数问题【分析】先写出后面括号的通项,再分别与前面括号内每一项相乘得到 的系数,最后求和即可;
【详解】第二个括号的通项为 ,
所以当前面括号出 时,后面为 ,
当前面括号出 时,后面出 ,
当前面括号出 时,后面没有可出项,
所以 的系数为 ,
故答案为: .
练透核心考点
1.(2024·湖北·模拟预测)若 的二项展开式中,当且仅当第5项是二项式系数最大的项,则其
展开式中 的系数为( )
A.8 B.28 C.70 D.252
【答案】D
【知识点】二项式系数的增减性和最值、求指定项的系数
【分析】先确定 值,再由二项展开式的通项求解 项的系数即可.
【详解】因为二项展开式中当且仅当第5项是二项式系数最大的项,
即二项式系数 中第5个即 最大,
所以由二项式系数的性质可知,
展开式中共 项, ,又 ,
则 二项展开式的通项公式
, .
令 ,所以 的系数为 .
故选:D.
2.(24-25高三上·全国·阶段练习)二项式 展开后的第三项是
【答案】
【知识点】求二项展开式的第k项【分析】根据通项公式计算即可.
【详解】因为
所以 .
故答案为:
3.(23-24高三下·重庆北碚·阶段练习) 的展开式中 的系数为 .
【答案】9
【知识点】求指定项的系数、两个二项式乘积展开式的系数问题
【分析】由 ,根据单项式和多项式的乘法法则结合二项式定理求展开式
中 的系数.
【详解】 ,
的展开式中含 的项为 ,其系数为 ,
的展开式中含 的项为 ,其系数为 ,
的展开式中, 的系数为 .
故答案为:9.
高频考点二:二项展开式的通项及其应用(两个二项式之积中特定项(或系
数)问题)
典型例题
例题1.(24-25高二下·全国·课后作业) 的展开式中 的项的系数为30,则 ( )
A. B. C.1 D.2
【答案】C
【知识点】两个二项式乘积展开式的系数问题
【分析】结合两个二项式乘积展开项的系数问题的方法求解.根据所给的条件可求 的值.
【详解】 中 的展开式的通项为 ,
当 时, ,得到 项的系数为 ,
当 时, ,得到 项的系数为 ,故展开式中 的项的系数为 ,即 .
故选:C
例题2.(23-24高二下·贵州黔南·期末)已知 的展开式中 的系数为48,则实数 =
( )
A.2 B.1 C. D.−2
【答案】B
【知识点】由项的系数确定参数、两个二项式乘积展开式的系数问题
【分析】先求出二项式 的通项公式,将 分为两项,由 的系数求解参数即可.
【详解】二项式 的通项公式为 .
的展开式中,
的系数为 ,解得 .
故选:B.
例题3.(23-24高二下·新疆·期末)在 的展开式中, 的系数为 .
【答案】35
【知识点】两个二项式乘积展开式的系数问题、求指定项的系数
【分析】合理对原式进行变形,再利用二项式定理求解即可.
【详解】由题意得 ,
而由二项式定理得 的通项为 ,
令 ,解得 ,令 ,解得 ,
则含有 的项为 ,
即 的系数为35.
故答案为:35.
例题4.(2023·安徽马鞍山·模拟预测) 的展开式中 项的系数是 .(用数字作答)
【答案】
【知识点】两个二项式乘积展开式的系数问题、求指定项的系数
【分析】结合二项式展开式的通项公式求得正确答案.
【详解】 展开式中 项的系数为 .
故答案为: .
练透核心考点
1.(24-25高三上·全国·课后作业) 的展开式中 的系数为( )A. B. C.7168 D.
【答案】A
【知识点】两个二项式乘积展开式的系数问题、求指定项的系数
【分析】利用二项式定理展开后求解系数即可.
【详解】由题意可得
,
令 ,解得 ,令 ,解得 ,
含 项为 ,即 ,
所以 的系数为 ,故A正确.
故选:A
2.(23-24高二下·山东菏泽·期中) 的展开式中 的系数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】两个二项式乘积展开式的系数问题、求指定项的系数
【分析】根据第一个括号内取项情况分两类,利用通项求相应项系数再合并即可得.
【详解】 二项展开式的通项为 ,
要得到 项,有两类方法:
第一类:当 中取 项时,则需 展开式中的 项与之相乘,
由 得, ,即 ,则 系数为 ;
第二类:当 中取 项时,则需 展开式中的 项与之相乘,
由 得, ,即 ,则 项的系数为 ;
综上可知,展开式中 的系数为 .
故选:B.
3.(23-24高三下·广东惠州·阶段练习) 的展开式中 的系数为 .
【答案】
【知识点】求指定项的系数、两个二项式乘积展开式的系数问题
【分析】利用二项展开式的通项公式,结合两个二项式乘积的特征即可得解.
【详解】 展开式的通项为 ,
则 , ,
故 展开式中 的系数为.
故答案为: .
4.(24-25高二上·全国·课后作业)已知 的展开式中 的系数为 ,则m的值为
.
【答案】3
【知识点】两个二项式乘积展开式的系数问题、由项的系数确定参数
【分析】根据两项乘积分类得出两种情况得出系数求参.
【详解】 ,
因为 的展开式通项为 ,
则其中 的系数为 , 的系数为 ,
所以 的展开式中 的系数为 ,
解得 .
故答案为:3.
高频考点三:二项展开式的通项及其应用(三项展开式中特定项(或系数)问
题)
典型例题
例题1.(24-25高三上·江苏南京·开学考试) 的的展开式中 的系数为( )
A.30 B. C.20 D.
【答案】D
【知识点】三项展开式的系数问题
【分析】根据展开式的每一项的生成过程,结合组合数公式,即可求解.
【详解】从5个含有 的括号中,其中1个括号中取 ,一个括号中取 ,3个括号中取 ,乘在
一起构成 这一项,
这一项为 ,所以 的系数为 .
故选:D
例题2.(2023·江苏连云港·模拟预测) 的展开式中 项的系数为 .
【答案】【知识点】三项展开式的系数问题、求指定项的系数
【分析】利用二项式定理的展开原理,写出通项,利用方程,可得答案.
【详解】由题意知 的通项为 ,
化简得 ,令 ,得 ,
即 .则 的系数为 .
故答案为: .
例题3.(23-24高三上·河北秦皇岛·开学考试) 的展开式中, 的系数为10,则
.
【答案】
【知识点】求指定项的系数、三项展开式的系数问题
【分析】化 ,利用二项展开式的通项公式求得展开式中 的系数,列方程求
出 的值.
【详解】
其展开式的通项公式为 ,
令 得
因为 的系数为10,则 ,解得 ,
故答案为: .
例题4.(2023·湖北省直辖县级单位·模拟预测)已知常数 , 的二项展开式中 项的系
数是780,则m的值为 .
【答案】3
【知识点】三项展开式的系数问题、由项的系数确定参数
【分析】转化为 ,利用展开式的通项公式讨论计算即可.
【详解】 = ,设其通项为 ,
设 的通项为 ,
要求 项的系数,只有 为偶数,
当 ,此时 项的系数为 ,当 ,此时 项的系数为 ,
当 ,此时 项的系数为 ,
当 ,不合题意,
故 项的系数为 .
故答案为:3
练透核心考点
1.(23-24高二下·山东淄博·期中) 展开式中含 的项的系数是 .
【答案】
【知识点】三项展开式的系数问题
【分析】将三项看成两项,利用二项式定理结合分类讨论得出答案.
【详解】 其展开式为 ,
根据题意可得: .
当 时,则 , 展开式为 .
,,则含 的项的系数为 .
当 时,则 ,
展开式为 , ,
则含 的项的系数为 .
当 时, 则 ,
展开式为 ,
,则含 的项的系数为 .
综上所述::含 的项的系数为 .
故答案为:
2.(23-24高二下·浙江·期中)在 的展开式中, 的系数为 .
【答案】
【知识点】三项展开式的系数问题、求指定项的系数
【分析】将 视作为 ,再利用二项式展开式的通项公式即可求解.
【详解】 ,所以 展开式的通项公式为 ,
因为要求 的系数,所以 .
所以 ,
所以 展开式的通项公式为 ,
因为要求 的系数,
令 ,则 ,
所以 的系数为 .
故答案为: .
3.(23-24高三下·天津·阶段练习)已知 的展开式中的常数项为 ,则 .
【答案】
【知识点】三项展开式的系数问题、由项的系数确定参数
【分析】写出展开式的常数项,即可得到方程,解得即可.
【详解】二项式 的展开式中的常数项为
,
则 ,解得 或 (舍去),
所以 .
故答案为:
4.(23-24高二上·山东日照·阶段练习)若 的展开式中 的系数为 ,则实数
.
【答案】2
【知识点】由项的系数确定参数、三项展开式的系数问题
【分析】将三项的多项式的幂的形式组合成两项的幂的形式,运用两次二项式展开式的通项公式得出
的通项公式 ,令 ,解此不定方程得出 , 的值,得到关于 的方程,
即可得解.【详解】 ,所以 的展开式的通项为:
,
其中 ,
令 ,所以 或 ,
当 时, 的系数为 ,
当 时, 的系数为 ,
因为 的系数为 ,所以 ,
即 ,即 ,所以 .
故答案为:2.
高频考点四:二项式系数与各项的系数和问题(二项式系数和与系数和)
典型例题
例题1.(23-24高二下·天津北辰·期中)已知二项式 展开式中,前二项的二项式系数和是11.
(1)求n的值;
(2)求其二项式系数之和与各项系数之和的差;
(3)设 ,求 的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】二项式的系数和、由项的系数确定参数、奇次项与偶次项的系数和
【分析】(1)根据指定项的二项式系数求参;
(2)应用系数和及二项式系数和求差;
(3)赋值法做差即可求出偶数项的系数和.
【详解】(1)因为 ,所以 ,解得:
(2)二项式系数之和为 ,
令 ,可得各项系数之和为 ,所以二项式系数之和与各项系数之和的差为
(3)设 ,则
所以
例题2.(23-24高二下·吉林长春·期中)已知 ,若
.
(1)求实数m的值;
(2)求 ;
(3)求 的值.
【答案】(1)1
(2)56
(3)2
【知识点】二项式的系数和、求指定项的系数
【分析】(1)利用赋值法即可求解,
(2)利用二项式展开式的通项特征即可求解,
(3)令 ,即可利用赋值法求解.
【详解】(1)因为 ,
令 ,可得 ,解得 ;
(2)由(1)可知: , 为一次项系数,
由于 ,
故一次项为 ,所以,
(3)由(1)可知: ,且 ,
令 ,可得 ,
则 ,
所以 .例题3.(23-24高二下·江苏徐州·期中)已知 ,其中实数
,且 的系数为 .
(1)求实数 的值;
(2)计算:
(i) ;
(ii) .
(结果用幂的形式表示)
【答案】(1)3
(2)(i) ;(ii)
【知识点】二项式的系数和、由项的系数确定参数、奇次项与偶次项的系数和
【分析】(1)利用二项式定理的展开式的通项公式,可得答案;
(2)利用赋值法,结合方程思想,可得答案.
【详解】(1) 的二项展开式的通项为 ,
令 ,得 ,
又 , , ;
(2)(i)由(1)得 ,
令 得 ①,
令 得 ②,
① ②得 , ,
① ②得 , ,
;
(ⅱ)令 ,则 ,
,
的二项展开式的通项为 ,
为正数, 为负数,
例题4.(23-24高二上·天津河东·阶段练习)已知 展开式中所有二项式系数的和为256,且满足.求:
(1) 和 的值
(2)
(3)
【答案】(1) ,
(2)1
(3)
【知识点】求二项展开式的第k项、二项式的系数和、求指定项的系数、二项展开式各项的系数和
【分析】(1)根据二项式系数的和得出 值,令 ,求出 的值;
(2)令 ,即 求得结果;
(3)由 求出展开式的通项,再求出 得出结果.
【详解】(1)已知 展开式中所有二项式系数的和为256,则 ,解得 .
所以 ,
令 ,即 ,则 .
所以 ,
(2)令 ,即 ,则 .
(3) 的展开式的通项为 ,
, , , , ,
所以
.
练透核心考点
1.(23-24高二下·河北石家庄·期末)已知 展开式的二项式系数和为512,且
.
(1)求 的值;
(2)求 的值;(3)求 的值.
【答案】(1) ;
(2)2;
(3)18.
【知识点】简单复合函数的导数、二项式的系数和、求指定项的系数、二项展开式各项的系数和
【分析】(1)根据二项式系数和为 先确定 值,再计算 的值;
(2)利用赋值法求特定项系数及特定项项系数和可得.
(3)先求导数后代值,即可得答案.
【详解】(1)由二项式系数和为512知, ,
故 ,
所以 .
(2)在 中,
令 ,可得 ,
令 ,可得 ,
所以
.
(3)在 中,
两边求导可得 ,
令 ,可得 ,
所以 .
2.(23-24高二下·河南郑州·阶段练习)在下面两个条件中任选一个条件,补充在后面问题中的横线上,
并完成解答.条件①:展开式前三项的二项式系数的和等于46;条件②:第4项与第7项的二项式系数相
等;问题:在二项式 的展开式中,已知__________.
(1)求展开式中二项式系数最大的项;
(2)设 ,求 的值;
【答案】(1) 和 ;
(2) .
【知识点】求二项展开式的第k项、二项式系数的增减性和最值、二项展开式各项的系数和
【分析】(1)由①得 、由②得 ,根据所选条件求参数n,再由组合数性质及二项式展开式通项写出二项式系数最大的项;
(2)赋值法求 、 ,进而求目标式的值.
【详解】(1)选择①,因为 ,解得 ,
选择②,因为 ,解得 ,
所以展开式中二项式系数最大的项为 和 .
(2)由(1)知:令 ,则 ,
令 ,则 ,
所以 .
3.(23-24高二下·山东聊城·期末)已知 的展开式中第4项和第6项的二项式系数相等.
(1)求 项的系数;
(2)若 ,求 的值.
【答案】(1) ;
(2)1.
【知识点】求指定项的二项式系数、求指定项的系数、二项展开式各项的系数和
【分析】(1)由题意可得 ,从而可求 ,根据二项展开式的通项求解即可;
(2)令 即可求解.
【详解】(1)因为展开式中第4项和第6项的二项式系数相等,所以 ,解得 .
所以 的展开式的通项公式为 , .
令 ,则 ,
所以 项的系数为 .
(2)由(1)知, ,由 ,
令 ,得 ,
所以 .
4.(23-24高二下·吉林长春·阶段练习)已知 , ,若 的
展开式中,____.
(1)求n的值;
(2)求 的值.
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 ,这三个条件中任选一个,补充在上面(横线处)问题中,解决上面两个问题(注:如果选择多个条件分别
解答,按第一个解答计分)
【答案】(1)10
(2)
【知识点】二项式系数的增减性和最值、二项式的系数和、二项展开式各项的系数和
【分析】(1)根据题意,由二项式的性质即可得到 的值;
(2)根据题意,由(1)可得 ,从而得到其展开式的通项,然后再取 与 即可得到结果.
【详解】(1)在二项式 的展开式中,
若选填①,只有第6项的二项式系数最大,则展开式中有11项,即 ;
若选填②,第4项与第8项的二项式系数相等,
则 ,即 ;
若选填③,所有二项式系数的和为 ,
则 ,即 .
故 ;
(2)∵二项式 的展开式的通项 ,
可知x的奇数次方的系数为负,x的偶数次方的系数为正.
在 中,
取 ,得 ;
取 ,得 .
∴
高频考点五:二项式系数与各项的系数和问题(展开式的逆应用)
典型例题
例题1.(2024·辽宁大连·一模) ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】二项展开式的应用
【分析】根据表达式特征可知利用二项式定理的逆运用可得结果.【详解】易知
.
故选:B
例题2.(23-24高二下·河北·阶段练习)若对 ,
恒成立,其中 , ,则 ( )
A.3 B.2 C.0 D.
【答案】C
【知识点】二项展开式的应用
【分析】根据二项式定理化简等式右侧得 ,从而求解即可.
【详解】由 ,
得 ,所以 ,所以 .
故选:C.
3.(23-24高二上·浙江宁波·阶段练习) 的值等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】二项展开式的应用
【分析】将式子转化为二项式形式,再根据二项式定理即可得到结论.
【详解】
故选:C.
【点睛】本题考查二项式定理求值,对二项式定理的转化是关键,属于基础题.
练透核心考点
1.(23-24高二下·安徽·期中)已知 ,则 被10除所得的余数为
( )
A.9 B.3 C.1 D.0
【答案】C
【知识点】整除和余数问题、二项展开式的应用【分析】根据二项式定理可得 ,再利用二项展开式求解即可.
【详解】 ,
,又
, 都是10的倍数,
被10除所得的余数为1.
故选:C
2.(23-24高二下·北京大兴·期末)化简 等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】二项展开式的应用
【分析】由二项式定理写出 对应的二项式,即可得答案.
【详解】由 ,
所以 .
故选:B
3.(23-24高二下·陕西延安·阶段练习)若实数 ,则 等于( )
A.32 B.-32 C.1 024 D.512
【答案】A
【知识点】二项展开式的应用
【详解】由题意可得:
本题选择A选项.
高频考点六:项式系数的性质(二项式系数最大问题)
典型例题
例题1.(23-24高二下·北京延庆·期中)求 的展开式中,
(1)含 的项并说明它是展开式中的第几项;(2)常数项的值和对应的二项式系数;
(3)二项式系数最大的项;
(4)各项二项式系数的和及各项系数的和.
【答案】(1) ,它是展开式中的第3项.
(2)60,15
(3)
(4)64,729
【知识点】二项展开式各项的系数和、二项式的系数和、求指定项的二项式系数、求二项展开式的第k项
【分析】(1)利用二项式展开式的通项公式 先写出 ,然后令 ,得 ,
代入即可得出结果;
(2)根据(1)令 ,得 ,代入可得常数项;
(3)二项式系数最大的项为含有 的项,可得 ,代入即可得出结果;
(4)所有的二项式系数之和为 ,令 ,则可得所有的项的系数之和.
【详解】(1)因为 ,所以展开式中第 项为
,
要使此项含 ,必须有 ,从而有 ,因此含 的项为 ,它是展开式中
的第3项.
(2)由(1)知要得到常数项,必须有 ,从而有 ,因此常数项为 ,其
对应的二项式系数为 .
(3)因为二项式系数最大的项为含有 的项,所以 ,所以二项式系数最大的项
.
(4)所有的二项式系数之和为 ,令 ,则所有的项的系数之和为 .
例题2.(23-24高二下·四川遂宁·阶段练习)已知 的展开式中的所有二项式系数的和为32.
(1)求展开式中二项式系数最大的项;
(2)求展开式中所有的有理项.【答案】(1) ,
(2)
【知识点】求指定项的二项式系数、二项式系数的增减性和最值、二项式的系数和
【分析】(1)首先根据二项式系数和的公式求 ,再代入二项式系数最大公式,即可求解;
(2)根据通项公式,求有理项.
【详解】(1)易知: 的展开式的所有二项式系数和为
由题意有 ,解得 . 展开式共6项,二项式系数最大的项为第3项和第4项,
即 , ;
(2)二项式展开式的通项为 ,
当 时,对应项是有理项,
所以展开式中所有的有理项为 .
例题3.(23-24高二下·浙江·期中)已知 展开式的前三项的二项式系数之和为29.
(1)求 的值;
(2)求展开式中二项式系数最大的项.
【答案】(1)
(2)最大的项为 ,
【知识点】二项式系数的增减性和最值、求指定项的二项式系数
【分析】(1)根据二项式系数列方程,解方程得到 ;
(2)根据二项式系数的性质得到第4项与第5项为二项式系数最大的项,然后根据通项计算即可.
【详解】(1)由题意知 ,得 ,
又 ,所以 .
(2) 展开式的通项公式为 ,
所以二项式系数最大的值是 ,对应项是第4项与第5项,
所以展开式中二项式系数最大的项为 , .练透核心考点
1.(25-26高三上·上海·单元测试)已知 展开式中各项的系数和比各项的二项式系数和大
.求:
(1) 的值;
(2)展开式中二项式系数最大的项.
【答案】(1)
(2) 和
【知识点】二项展开式各项的系数和、二项式的系数和、二项式系数的增减性和最值
【分析】(1)二项式系数和为 ,令 可得各项系数和为 ,即可得到方程,解得即可;
(2)写出展开式的通项,从而得到当 或 时二项式系数最大,利用通项计算可得.
【详解】(1)因为 的二项式系数和为 ,
令 ,可得各项系数和为 ,
依题意可得 ,即 ,
又 ,所以 ,解得 ;
(2)二项式 展开式的通项为 , ,
所以当 或 时二项式系数最大,
所以二项式系数最大的项为 和 .
2.(23-24高二下·黑龙江齐齐哈尔·期中)已知 的展开式中所有项的系数之和为 .
(1)求展开式中 的系数;
(2)求展开式中二项式系数最大的项.
【答案】(1)
(2)
【知识点】求指定项的系数、二项式系数的增减性和最值、求二项展开式的第k项
【分析】(1)令 ,解得 ,再由通项公式求解;
(2)展开式中二项式系数最大的项是第5项,即可求解.
【详解】(1)解:令 ,得 ,解得 .,
令 ,解得 ,
所以展开式中 的系数为 ;
(2)展开式中二项式系数最大的项是第5项,
所以 ,即展开式中二项式系数最大的项是 .
3.(23-24高二下·福建南平·期中)已知 展开式前三项的二项式系数和为22.
(1)求展开式中二项式系数最大的项;
(2)求展开式中的常数项.
【答案】(1)
(2)60
【知识点】二项式系数的增减性和最值、求指定项的二项式系数、求二项展开式的第k项
【分析】(1)利用二项式系数和列式求解 ,再利用二项式系数性质知第四项最大,利用二项式展开
式求解即可;
(2)求出二项式展开式通项公式,令 ,得 ,代入即可求解.
【详解】(1)由题意, 展开式前三项的二项式系数和为22.
则二项式定理展开前三项的二项式系数和为: ,
解得: 或 (舍去),即 的值为6,
因为 是偶数,展开式共有7项,则第四项最大,
所以展开式中二项式系数最大的项为 .
(2)二项式展开式的通项公式 ,
令 ,可得: .
所以展开式中的常数项为 .高频考点七:项式系数的性质(系数最大问题)
典型例题
例题1.(24-25高二下·全国·课后作业)已知 的展开式中各项系数之和是二项式系数之和的64
倍.
(1)求展开式中二项式系数最大的项;
(2)求展开式中系数取得最大值的项.
【答案】(1)
(2)
【知识点】求系数最大(小)的项、二项展开式各项的系数和、二项式的系数和、二项式系数的增减性和
最值
【分析】(1)利用赋值法得到各项系数之和,列方程求解即得 的值,根据二项式通项易得二项式系数最
大的项;
(2)根据二项式通项,依题须使第 项的系数不小于第 项的系数,也不小于第 项的系数,求解
不等式组,取整得到 ,代入通项计算即得.
【详解】(1)令 ,得展开式中各项系数之和为 ,又二项式系数之和为 ,
依题意, ,得 ,
则 展开式的通项为 ,
故二项式系数最大的项为 ;
(2)设展开式中第 项的系数最大,则
由① ,可得 ,即 ,解得 ;
由② ,可得 ,即 ,解得 .
故有 ,因 ,则 ,
即系数取得最大值的项为
例题2.(23-24高二下·广东中山·期末)已知 的展开式中,第 项与第 项的二项
式系数之比为 .
(1)求 的值及展开式中的常数项;
(2)求展开式中系数最大项.【答案】(1) ;
(2)
【知识点】求系数最大(小)的项、求有理项或其系数
【分析】(1)求得展开式的通项为 ,根据题意,列出方程求得 ,进而求得展开式
的常数项;
(2)设展开式第 项的系数最大,得出不等式组 ,结合 ,求得 的值,代入
即可求解.
【详解】(1)解:由题意,可得二项式 展开式的通项为 ,
因为第 项与第 项的二项式系数之比为 ,可得 ,即 ,解得 ,
所以 ,令 ,得 ,所以展开式的常数项为 .
(2)解:设展开式中第 项的系数最大,
则 ,可得 ,解得 ,
因为 ,所以 ,所以系数最大的项为
例题3.(23-24高二下·湖北·期末)已知在 的展开式中,所有项的二项式系数
之和为512.
(1)求 的值,并求展开式中所有项的系数和;
(2)求展开式中系数绝对值最大的项.
【答案】(1)9, ;
(2)第七项 .
【知识点】求系数最大(小)的项、二项展开式各项的系数和、二项式的系数和
【分析】(1)利用二项式系数的性质求出 的值,再利用赋值法求出所有项的系数和.
(2)利用二项式定理求出 ,再由已知列出不等式组,利用组合数公式求解不等式即得.
【详解】(1)依题意,展开式所有项的二项式系数和为 ,所以 ,
令 ,则所有项系数和为 .
(2)依题意, ,不妨令 ,则 ,即 ,化简得 ,
即 ,解得 ,而 ,则 ,
所以展开式中系数绝对值最大的项是第七项: .
例题4.(23-24高二下·四川眉山·期中)已知在 的展开式中,第2项与第3项的二项式
系数之比是 .
(1)求 的值;
(2)求展开式中的常数项,并指出是第几项;
(3)求展开式中系数绝对值最大的项.
【答案】(1)
(2)常数项为60,为第5项
(3)
【知识点】求指定项的二项式系数、求指定项的系数、求系数最大(小)的项
【分析】(1)由二项式系数之比列式求解即可;
(2)求出展开式的通项,再令 的指数等于零,即可得解;
(3)假设 系数绝对值最大,则它的系数的绝对值不小于前一项的系数的绝对值,并且不小于后一项的
系数的绝对值,利用不等式组求解即可.
【详解】(1)依题意可得第2项的二项式系数为 ,第3项的二项式系数为 ,
所以 ,即 ,则 , 或 (舍去);
(2) 展开式的通项为
,
令 ,解得 ,
所以 ,所以常数项为60,为第5项;
(3)设第 项系数绝对值最大,则 ,
,
解得 ,又 , ,
,即展开式中系数绝对值最大的项为 .
练透核心考点
1.(23-24高二下·江苏镇江·期中)已知 展开式中,二项式系数最大的项为第6项,且
展开式中第二项系数为20.
(1)求实数 的值;
(2)求展开式中的常数项;
(3)求展开式中系数最大的项.
【答案】(1)2
(2)13440
(3)
【知识点】求系数最大(小)的项、由项的系数确定参数、求指定项的系数
【分析】(1)由题意依次列方程求得 即可;
(2)写出展开式通项,令 ,解得 ,回代即可;
(3)利用不等式法求最大项即可.
【详解】(1)因为二项式系数最大的项为第6项,所以 ,解得 ,
所以 展开式为 ,
而展开式中第二项系数为20,从而 ,解得 ;
(2)由(1)可知, 展开式为 ,
令 ,解得 ,故所求为 ;
(3)设展开式中系数最大的项为第 项,则 ,即 ,即 ,
解得 ,所以 ,
所以展开式中系数最大的项为 ,经检验符合题意.
2.(23-24高二下·江苏徐州·期中)已知 的展开式中,第2项与第3项的二项式系数之比
为1:3.
(1)求展开式中含有 的项:
(2)求展开式中系数最大项.
【答案】(1)
(2)
【知识点】求系数最大(小)的项、求指定项的系数
【分析】(1)根据题意结合二项式系数可求得 ,结合二项式的展开式的通项公式计算即可得解;
(2)根据展开式的通项公式列出不等式求解即可得.
【详解】(1)由题意可得 ,即 ,
又 ,可解得 ,
对 有, ,
则 ,
即展开式中含有 的项为 ;
(2)令 ,即 ,
即 ,解得 ,又 ,故 ,
则 ,即展开式中系数最大项为 .
3.(23-24高二下·吉林长春·期末)用二项式定理展开 .
(1)求展开式中 的系数(用组合数表示即可,不用化简出最终答案);(2)求展开式中系数最大的项的二项式系数.
【答案】(1)
(2)495
【知识点】求系数最大(小)的项、求指定项的系数
【分析】(1)根据展开式的通项公式,令 的次数为0,即可解得指定项.
(2)根据通项公式,列出系数最大项的不等关系,解出 的值,代入即可求出系数最大项.
【详解】(1)展开式的通项公式为 ,
令 ,解得 ,则展开式中 的系数为 .
(2)设第 项的系数最大,则 ,
解得 ,
由于 为整数,所以 ,
所以展开式中系数最大的项二项式系数为 .
4.(23-24高二下·新疆巴音郭楞·期末)已知 的展开式中,所有项的系数之和是 .
(1)求展开式中的有理项有几项;
(2)求展开式中系数绝对值最大的项是第几项.
【答案】(1)4
(2)2
【知识点】求系数最大(小)的项、二项展开式各项的系数和、由项的系数确定参数、求有理项或其系数
【分析】(1)先借助赋值法求得 ,从而求出二项式的通项公式,然后利用 求解即可;
(2)设第 项的系数绝对值最大,列出相应不等式组,解出即可得.
【详解】(1)由于所有项的系数之和是 .
令 ,得 , ,
展开式的通项 ( ),
令 , ,
展开式中有理项共有4项.
(2)设第 项系数的绝对值最大.则 ,
得 ,解得 ,
, ,
展开式中系数绝对值最大的项为第2项.
第四部分:新定义题
1.(23-24高二下·黑龙江齐齐哈尔·期中)设 的第 项系数为 .
(1)当 时,求 的最大值;
(2)[x)表示 的整数部分, ,求 的值.
【答案】(1)
(2)0
【知识点】求系数最大(小)的项
【分析】(1)系数最大的项需满足 即可求解;
(2)分 为偶数和 为奇数求解.
【详解】(1)解:由题可知, 展开式中第 项为: ,
则系数最大的项需满足 ,解得 或 ,
所以系数最大为第3项或第4项,
所以最大项系数为 .
(2)注意到 ,
令 ,则 ,
令 ,则 ,
若 为偶数,设 ,则 ,
,则其中 ,于是 ,
此时 为正整数,故 ,
若 为奇数,设 ,则 ,
,故
于是 ,此时 为正整数,故 ,
综上所述, .