7.4 培优课  二项式定理的综合应用(课件 学案 练习)高中数学苏教版(2019)选择性必修 第二册

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7.4 培优课  二项式定理的综合应用(课件 学案 练习)高中数学苏教版(2019)选择性必修 第二册

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(共36张PPT)
培优课  
二项式定理的综合应用
目录
典型例题·精研析
01
知能演练·扣课标
02
典型例题·精研析
01
课堂互动 关键能力提升
题型一 求两个二项式乘积的特定项问题
【例1】 (1)(x2+1)(2x- )6的展开式中常数项为( A )
A. -100 B. 100
C. -50 D. 50
解析: (2x- )6展开式的通项为Tk+1= ·(2x)6-k
(-x-1)k=(-1)k·26-k x6-2k,令6-2k=0,则k=3,
令6-2k=-2,则k=4,所以常数项为-23 +22 =-160
+60=-100.
A
(2)(2022·新高考Ⅰ卷13题) (x+y)8的展开式中x2y6的系
数为 (用数字作答).
解析: (x+y)8展开式的通项Tr+1= x8-ryr,r=0,
1,…,7,8.令r=6,得T6+1= x2y6,令r=5,得T5+1=
x3y5,所以 (x+y)8的展开式中x2y6的系数为 -
=-28.
-28 
通性通法
两个二项式乘积的展开式中特定项问题
(1)分别对每个二项展开式进行分析,发现它们各自项的特点;
(2)找到构成展开式中特定项的组成部分;
(3)分别求解再相乘,求和即得.
【跟踪训练】
 已知(2x-a)(x+ )6的展开式中x2的系数为-240,则该二项
展开式中的常数项为 .
-640 
解析:(x+ )6的展开式的通项公式为Tk+1= x6-k( )k=
2kx6-2k(k=0,1,2,3,4,5,6),令6-2k=1,得k= (舍
去);令6-2k=2,得k=2.故(2x-a)(x+ )6的展开式中x2
的系数为-a 22=-240,解得a=4.令6-2k=-1,得k= (舍
去);令6-2k=0,得k=3.故(2x-4)(x+ )6的展开式中的
常数项为-4 ·23=-640.
题型二 求三项展开式中的特定项问题
【例2】 (1)(2024·常州月考)( + + )5(x>0)的展开
式中的常数项为 ;
解析: ( + + )5(x>0)可化为( + )10,
因而Tr+1= ·( )10-r·( )10-2r,令10-2r=0,得r=
5,故展开式中的常数项为 ·( )5= .
 
(2)(2024·南京月考)(x2- +y)6的展开式中,x3y3的系数
是 .(用数字作答)
解析: (x2- +y)6表示6个因式x2- +y的乘积,在
这6个因式中,有3个因式选y,其余的3个因式中有2个选x2,剩
下一个选- ,即可得到x3y3的系数,即x3y3的系数是 ×
(-2)=20×3×(-2)=-120.
-120 
通性通法
求三项展开式中特定项(系数)的方法
【跟踪训练】
1. (2x2-x-1)5的展开式中x2的系数为(  )
A. 400 B. 120
C. 80 D. 0
解析:  (2x2-x-1)5=(x-1)5(2x+1)5,(x-1)5的
展开式的通项为 x5-r(-1)r,r=0,1,…,5,(2x+1)5
的展开式的通项为 (2x)5-k,k=0,1,…,5,故原式的通
项为(-1)r25-k x10-(k+r),当10-(k+r)=2时,k+r
=8,此时k与r的取值有3种情况,分别为k=3,r=5;k=4,r
=4;k=5,r=3.故展开式中x2的系数为(-1)522 +(-
1)42 +(-1)3 =0.
2. 求(x-2y+1)5的展开式中含x2y项的系数.
解:(x-2y+1)5=[1+(x-2y)]5,
设该二项式的通项公式为Tr+1= ·15-r·(x-2y)r= ·(x-
2y)r,
因为x2y的次数为3,
所以令r=3,二项式(x-2y)3的通项公式为T'r'+1= ·x3-
r'·(-2y)r',
令r'=1,所以x2y项的系数为 · ·(-2)=-60.
题型三 有关整除或求余数问题
【例3】 (1)(2024·无锡月考)已知3×1010+a(0≤a<11)能
被11整除,则实数a的值为 ;
解析:3×1010+a=3×(11-1)10+a=3×[1110+
119×(-1)+…+ (-1)10]+a=3(1110- 119
+…- ×11)+3×1+a.因为3×1010+a能被11整除,所以
3+a能被11整除.又因为0≤a<11,所以a=8.
8 
(2)(链接教科书第87页例5)用二项式定理证明1110-1能被
100整除.
证明:因为1110-1=(10+1)10-1
=(1010+ ×109+…+ ×10+1)-1
=1010+ ×109+ ×108+…+102
=100(108+ ×107+ ×106+…+1).
故1110-1能被100整除.
通性通法
整除性问题或求余数问题的处理方法
(1)构造一个与题目条件有关的二项式;
(2)用二项式定理解决问题,通常把被除数的底数写成除数(或与
除数密切关联的数)与某数的和或差的形式,再用二项式定理
展开,只考虑后面(或者是前面)的几项就可以了.
【跟踪训练】
 已知Sn=2n+ 2n-1+ 2n-2+…+ 2+1(n∈N*),求
证:当n为偶数时,Sn-4n-1能被64整除.
证明:因为Sn=2n+ 2n-1+ 2n-2+…+ ·2+1=(2+1)n
=3n,
所以Sn-4n-1=3n-4n-1,
又n为偶数,可设n=2k(k∈N*),
则Sn-4n-1=32k-8k-1=(1+8)k-8k-1
= +8 +82 +…+8k-1 +8k -8k-1
=82( +8 +…+8k-2 ).(*)
当k=1时,Sn-4n-1=0,显然能被64整除;
当k≥2时,(*)式能被64整除.
所以,当n为偶数时,Sn-4n-1能被64整除.
知能演练·扣课标
02
课后巩固 核心素养落地
1. 在x(1+x)6的展开式中,含x3项的系数为(  )
A. 30 B. 20
C. 15 D. 10
解析:  因为(1+x)6的展开式的通项为Tk+1= xk,所以x
(1+x)6的展开式中含x3的项为 x3=15x3,所以含x3项的系数
为15.
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2. (1+2x2)(1+x)4的展开式中x3的系数为(  )
A. 12 B. 16
C. 20 D. 24
解析:  法一 (1+2x2)(1+x)4的展开式中x3的系数为
1× +2× =12.故选A.
法二 ∵ (1+2x2)(1+x)4=(1+2x2)(1+4x+6x2+4x3+
x4),∴ x3的系数为1×4+2×4=12.故选A.
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3. (x2+x+y)5的展开式中,x5y2的系数为(  )
A. 10 B. 20
C. 30 D. 60
解析: 法一 (x2+x+y)5=[(x2+x)+y]5,含y2的项为
T3= (x2+x)3·y2.其中(x2+x)3中含x5的项为 x4·x=
x5.所以x5y2的系数为 =30,故选C.
法二 (x2+x+y)5为5个x2+x+y之积,其中有两个取y,两个取
x2,一个取x即可,所以x5y2的系数为 =30,故选C.
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4. 今天是星期一,今天是第1天,那么第810天是星期(  )
A. 一 B. 二
C. 三 D. 四
解析:  求第810天是星期几,实质是求810除以7的余数.因为810
=(7+1)10=710+ ×79+…+ ×7+1=7M+1
(M∈N*),所以第810天相当于第1天,故为星期一.
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5. (2024·徐州月考)在(2+x)6(1+y)m的展开式中,若x3y的
系数为800,则含xy4项的系数为(  )
A. 30 B. 960
C. 300 D. 360
解析:  由题意可知 ×23× =800,即160m=800,解得m
=5,所以含xy4项的系数为 ×25× =6×32×5=960.故选B.
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6. (多选)对于二项式( + )n( +x3)n(n∈N*),以下判
断正确的有(  )
A. 存在n∈N*,使展开式中有常数项
B. 对任意n∈N*,展开式中没有常数项
C. 对任意n∈N*,展开式中没有x的一次项
D. 存在n∈N*,使展开式中有x的一次项
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解析:  ( + )n的展开式的通项为Tr+1= ·3r· ,r
=0,1,2,…,n,( +x3)n的展开式的通项为Tk+1= ·x4k
-n,k=0,1,2,…,n.
则二项式( + )n( +x3)n(n∈N*)的展开式的通项为
·3r· · ·x4k-n,未知数x的次数为 +4k-n=- - +
4k,令- - +4k=0,即3r+n=8k,r=1,k=1,n=5是其
中一组解,此时, ·3r· · ·x4k-n= ×3× =75,故展开
式中有常数项,且常数项的系数不为0,故A正确,B错误;
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令- - +4k=1,即3r+n+2=8k,r=0,k=1,n=6是其中
一组解,此时, ·3r· · ·x4k-n= ×30×x3× ×x-2=6x,
故展开式中有x的一次项,且一次项的系数不为0,故D正确,C错误.
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7. (x+2+ )3展开式中的常数项为 .
解析:因为(x+2+ )3=[ ]3= ,所以展开
式中的常数项即分子(x+1)6展开式中x3的系数,即 =20.
20 
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8. 设(1+x+x2)n=a0+a1x+a2x2+…+a2nx2n,则a0+a2+a4
+…+a2n= .
解析:令x=1,得3n=a0+a1+a2+…+a2n-1+a2n ①.令x=
-1,得1=a0-a1+a2-…-a2n-1+a2n ②.①+②得3n+1=2
(a0+a2+…+a2n),∴a0+a2+…+a2n= .
 
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9. 若(x2-a)(x+ )10的展开式中x6的系数为30,则a= .
解析:(x+ )10的展开式的通项为Tr+1= x10-r·( )r=
x10-2r,令10-2r=4,解得r=3,所以x4的系数为 ;令10-2r
=6,解得r=2,所以x6的系数为 ,所以(x2-a)(x+ )10
的展开式中x6的系数为 -a =30,解得a=2.
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10. 设 的小数部分为x,则x4+16x3+96x2+256x= .
解析:由5> > =4,得 的整数部分为4,则
=x+4,所以(x+4)4=258,即 x4+4 x3+16 x2
+64 x+256 =x4+16x3+96x2+256x+256=258,故x4+
16x3+96x2+256x=2.
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11. (1)试求1 99510除以8的余数;
解: 1 99510=(8×249+3)10.
∵其展开式中除末项为310外,其余的各项均含有8这个因
数,
∴1 99510除以8的余数与310除以8的余数相同.
又∵310=95=(8+1)5,其展开式中除末项为1外,其
余的各项均含有8这个因数,
∴310除以8的余数为1,即1 99510除以8的余数也为1.
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(2)求1.9975的近似值(精确到0.001).
解: 1.9975=(2-0.003)5≈25- ×0.003×24+
×0.0032×23=32-0.24+0.000 72≈31.761.
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12. 已知(ax2+ )n的展开式中所有项的二项式系数和为128,各项
系数和为-1.
(1)求n和a的值;
解: 由条件可得
解得
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(2)求(2x-1)(ax2+ )n的展开式中的常数项.
解: (2x-1)(ax2+ )n=(2x-1)(-2x2+x-1)7.
∵(-2x2+x-1)7展开式的通项为Tk+1= (-2x2)7-k
(x-1)k= (-2)7-kx14-3k.
∴当14-3k=-1,即k=5时,2x· (-2)2x-1=168;
当14-3k=0,即k= 时,舍去.
∴所求的常数项为168.
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13. 当n∈N,且n>1时,求证:2<(1+ )n<3.
证明:(1+ )n= + × + ( )2+…+ ( )n=
1+1+ × + × +…+ ×
=2+ × +…+ ×
<2+ +…+ <2+ + +…+
=2+ =3-( )n-1<3.
显然(1+ )n=1+1+ × + × +…+ × >2.
所以2<(1+ )n<3.
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1.在x(1+x)6的展开式中,含x3项的系数为(  )
A.30 B.20
C.15 D.10
2.(1+2x2)(1+x)4的展开式中x3的系数为(  )
A.12 B.16
C.20 D.24
3.(x2+x+y)5的展开式中,x5y2的系数为(  )
A.10 B.20
C.30 D.60
4.今天是星期一,今天是第1天,那么第810天是星期(  )
A.一 B.二
C.三 D.四
5.(2024·徐州月考)在(2+x)6(1+y)m的展开式中,若x3y的系数为800,则含xy4项的系数为(  )
A.30 B.960
C.300 D.360
6.(多选)对于二项式(+)n(+x3)n(n∈N*),以下判断正确的有(  )
A.存在n∈N*,使展开式中有常数项
B.对任意n∈N*,展开式中没有常数项
C.对任意n∈N*,展开式中没有x的一次项
D.存在n∈N*,使展开式中有x的一次项
7.(x+2+)3展开式中的常数项为    .
8.设(1+x+x2)n=a0+a1x+a2x2+…+a2nx2n,则a0+a2+a4+…+a2n=    .
9.若(x2-a)(x+)10的展开式中x6的系数为30,则a=    .
10.设的小数部分为x,则x4+16x3+96x2+256x=    .
11.(1)试求1 99510除以8的余数;
(2)求1.9975的近似值(精确到0.001).
12.已知(ax2+)n的展开式中所有项的二项式系数和为128,各项系数和为-1.
(1)求n和a的值;
(2)求(2x-1)(ax2+)n的展开式中的常数项.
13.当n∈N,且n>1时,求证:2<(1+)n<3.
培优课 二项式定理的综合应用
1.C 因为(1+x)6的展开式的通项为Tk+1=xk,所以x(1+x)6的展开式中含x3的项为x3=15x3,所以含x3项的系数为15.
2.A 法一 (1+2x2)(1+x)4的展开式中x3的系数为1×+2×=12.故选A.
法二 ∵ (1+2x2)(1+x)4=(1+2x2)(1+4x+6x2+4x3+x4),∴ x3的系数为1×4+2×4=12.故选A.
3.C 法一 (x2+x+y)5=[(x2+x)+y]5,含y2的项为T3=(x2+x)3·y2.其中(x2+x)3中含x5的项为x4·x=x5.所以x5y2的系数为=30,故选C.
法二 (x2+x+y)5为5个x2+x+y之积,其中有两个取y,两个取x2,一个取x即可,所以x5y2的系数为=30,故选C.
4.A 求第810天是星期几,实质是求810除以7的余数.因为810=(7+1)10=710+×79+…+×7+1=7M+1(M∈N*),所以第810天相当于第1天,故为星期一.
5.B 由题意可知×23×=800,即160m=800,解得m=5,所以含xy4项的系数为×25×=6×32×5=960.故选B.
6.AD (+)n的展开式的通项为Tr+1=·3r·,r=0,1,2,…,n,(+x3)n的展开式的通项为Tk+1=·x4k-n,k=0,1,2,…,n.则二项式(+)n(+x3)n(n∈N*)的展开式的通项为·3r···x4k-n,未知数x的次数为+4k-n=--+4k,令--+4k=0,即3r+n=8k,r=1,k=1,n=5是其中一组解,此时,·3r···x4k-n=×3×=75,故展开式中有常数项,且常数项的系数不为0,故A正确,B错误;令--+4k=1,即3r+n+2=8k,r=0,k=1,n=6是其中一组解,此时,·3r···x4k-n=×30×x3××x-2=6x,故展开式中有x的一次项,且一次项的系数不为0,故D正确,C错误.
7.20 解析:因为(x+2+)3=[]3=,所以展开式中的常数项即分子(x+1)6展开式中x3的系数,即=20.
8. 解析:令x=1,得3n=a0+a1+a2+…+a2n-1+a2n ①.令x=-1,得1=a0-a1+a2-…-a2n-1+a2n ②.①+②得3n+1=2(a0+a2+…+a2n),∴a0+a2+…+a2n=.
9.2 解析:(x+)10的展开式的通项为Tr+1=x10-r·()r=x10-2r,令10-2r=4,解得r=3,所以x4的系数为;令10-2r=6,解得r=2,所以x6的系数为,所以(x2-a)(x+)10的展开式中x6的系数为-a=30,解得a=2.
10.2 解析:由5>>=4,得的整数部分为4,则=x+4,所以(x+4)4=258,即x4+4x3+16x2+64x+256=x4+16x3+96x2+256x+256=258,故x4+16x3+96x2+256x=2.
11.解:(1)1 99510=(8×249+3)10.
∵其展开式中除末项为310外,其余的各项均含有8这个因数,
∴1 99510除以8的余数与310除以8的余数相同.
又∵310=95=(8+1)5,其展开式中除末项为1外,其余的各项均含有8这个因数,
∴310除以8的余数为1,即1 99510除以8的余数也为1.
(2)1.9975=(2-0.003)5≈25-×0.003×24+×0.0032×23=32-0.24+0.000 72≈31.761.
12.解:(1)由条件可得
解得
(2)(2x-1)(ax2+)n=(2x-1)(-2x2+x-1)7.
∵(-2x2+x-1)7展开式的通项为Tk+1=(-2x2)7-k(x-1)k=(-2)7-kx14-3k.
∴当14-3k=-1,即k=5时,2x·(-2)2x-1=168;
当14-3k=0,即k=时,舍去.
∴所求的常数项为168.
13.证明:(1+)n=+×+()2+…+()n=1+1+×+×+…+×
=2+×+…+×<2++…+<2+++…+
=2+
=3-()n-1<3.
显然(1+)n=1+1+×+×+…+×>2.
所以2<(1+)n<3.
2 / 2 二项式定理的综合应用
题型一 求两个二项式乘积的特定项问题
【例1】 (1)(x2+1)(2x-)6的展开式中常数项为(  )
A.-100 B.100
C.-50 D.50
(2)(2022·新高考Ⅰ卷13题)(x+y)8的展开式中x2y6的系数为    (用数字作答).
通性通法
两个二项式乘积的展开式中特定项问题
(1)分别对每个二项展开式进行分析,发现它们各自项的特点;
(2)找到构成展开式中特定项的组成部分;
(3)分别求解再相乘,求和即得.
【跟踪训练】
 已知(2x-a)(x+)6的展开式中x2的系数为-240,则该二项展开式中的常数项为    .
题型二 求三项展开式中的特定项问题
【例2】 (1)(2024·常州月考)(++)5(x>0)的展开式中的常数项为    ;
(2)(2024·南京月考)(x2-+y)6的展开式中,x3y3的系数是    .(用数字作答)
通性通法
求三项展开式中特定项(系数)的方法
【跟踪训练】
1.(2x2-x-1)5的展开式中x2的系数为(  )
A.400 B.120
C.80 D.0
2.求(x-2y+1)5的展开式中含x2y项的系数.
题型三 有关整除或求余数问题
【例3】 (1)(2024·无锡月考)已知3×1010+a(0≤a<11)能被11整除,则实数a的值为    ;
(2)(链接教科书第87页例5)用二项式定理证明1110-1能被100整除.
通性通法
整除性问题或求余数问题的处理方法
(1)构造一个与题目条件有关的二项式;
(2)用二项式定理解决问题,通常把被除数的底数写成除数(或与除数密切关联的数)与某数的和或差的形式,再用二项式定理展开,只考虑后面(或者是前面)的几项就可以了.
【跟踪训练】
 已知Sn=2n+2n-1+2n-2+…+2+1(n∈N*),求证:当n为偶数时,Sn-4n-1能被64整除.
培优课 二项式定理的综合应用
【典型例题·精研析】
【例1】 (1)A (2)-28
解析:(1)(2x-)6展开式的通项为Tk+1=·(2x)6-k(-x-1)k=(-1)k·26-kx6-2k,令6-2k=0,则k=3,令6-2k=-2,则k=4,所以常数项为-23+22=-160+60=-100.
(2)(x+y)8展开式的通项Tr+1=x8-ryr,r=0,1,…,7,8.令r=6,得T6+1=x2y6,令r=5,得T5+1=x3y5,所以(x+y)8的展开式中x2y6的系数为-=-28.
跟踪训练
 -640 解析:(x+)6的展开式的通项公式为Tk+1=x6-k()k=2kx6-2k(k=0,1,2,3,4,5,6),令6-2k=1,得k=(舍去);令6-2k=2,得k=2.故(2x-a)(x+)6的展开式中x2的系数为-a22=-240,解得a=4.令6-2k=-1,得k=(舍去);令6-2k=0,得k=3.故(2x-4)(x+)6的展开式中的常数项为-4·23=-640.
【例2】 (1) (2)-120
解析:(1)(++)5(x>0)可化为(+)10,因而Tr+1=·()10-r·()10-2r,令10-2r=0,得r=5,故展开式中的常数项为·()5=.
(2)(x2-+y)6表示6个因式x2-+y的乘积,在这6个因式中,有3个因式选y,其余的3个因式中有2个选x2,剩下一个选-,即可得到x3y3的系数,即x3y3的系数是×(-2)=20×3×(-2)=-120.
跟踪训练
1.D (2x2-x-1)5=(x-1)5(2x+1)5,(x-1)5的展开式的通项为x5-r(-1)r,r=0,1,…,5,(2x+1)5的展开式的通项为(2x)5-k,k=0,1,…,5,故原式的通项为(-1)r25-kx10-(k+r),当10-(k+r)=2时,k+r=8,此时k与r的取值有3种情况,分别为k=3,r=5;k=4,r=4;k=5,r=3.故展开式中x2的系数为(-1)522+(-1)42+(-1)3=0.
2.解:(x-2y+1)5=[1+(x-2y)]5,
设该二项式的通项公式为Tr+1=·15-r·(x-2y)r=·(x-2y)r,
因为x2y的次数为3,所以令r=3,
二项式(x-2y)3的通项公式为T'r'+1=·x3-r'·(-2y)r',令r'=1,所以x2y项的系数为··(-2)=-60.
【例3】 (1)8 解析:3×1010+a=3×(11-1)10+a=3×[1110+119×(-1)+…+(-1)10]+a=3(1110-119+…-×11)+3×1+a.因为3×1010+a能被11整除,所以3+a能被11整除.又因为0≤a<11,所以a=8.
(2)证明:因为1110-1=(10+1)10-1
=(1010+×109+…+×10+1)-1
=1010+×109+×108+…+102
=100(108+×107+×106+…+1).
故1110-1能被100整除.
跟踪训练
 证明:因为Sn=2n+2n-1+2n-2+…+·2+1=(2+1)n=3n,
所以Sn-4n-1=3n-4n-1,
又n为偶数,可设n=2k(k∈N*),
则Sn-4n-1=32k-8k-1=(1+8)k-8k-1
=+8+82+…+8k-1+8k-8k-1
=82(+8+…+8k-2).(*)
当k=1时,Sn-4n-1=0,显然能被64整除;
当k≥2时,(*)式能被64整除.
所以,当n为偶数时,Sn-4n-1能被64整除.
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