资源简介 (2)可出现空盒时的放入方式共有多少种?解:(1)将 7 个相同的小球排成一排,在中间形成的 6 个空当中插入无区别的 3 个“隔板”将球分成 4 份,每一种插入隔板的方式对应一种球的放入方式,则共有 C36=20 种不同的放入方式.(2)每种放入方式相当于将 7 个相同的小球与 3 个相同的“隔板”进行一次排列,即从10 个位置中选 3 个位置安排隔板,故共有 C310=120 种不同的放入方式.第三节 二项式定理一、基础知识1.二项式定理n 0 n 1 n-(1)二项式定理:(a+b) =C a +C a 1b+…+Ck-an k kn n n b +…+Cnnbn(n∈N*) ;-(2)通项公式:T =Ck n k kk+1 na b ,它表示第 k+1 项;(3)二项式系数:二项展开式中各项的系数为 C0 1n,Cn,…,Cn n .2.二项式系数的性质(1)项数为 n+1.(2)各项的次数都等于二项式的幂指数 n,即 a 与 b 的指数的和为 n.(3)字母 a 按降幂排列,从第一项开始,次数由 n 逐项减 1 直到零;字母 b 按升幂排列,从第一项起,次数由零逐项增 1 直到 n.二项式系数与项的系数的区别二项式系数是指 C0,C1n n,…,Cnn,它只与各项的项数有关,而与 a,b 的值无关;而项的系数是指该项中除变量外的常数部分,它不仅与各项的项数有关,而且也与 a,b 的值有-关.如(a+bx)n 的二项展开式中,第 k+1 项的二项式系数是 Ckn,而该项的系数是 Ck n kna bk.当然,在某些二项展开式中,各项的系数与二项式系数是相等的.第 841页/共1004页考点一 二项展开式中特定项或系数问题考法(一) 求解形如(a+b)n(n∈N*)的展开式中与特定项相关的量2[例 1] (1)(2018·全国卷Ⅲ) x2+ 5 的展开式中 x4 x 的系数为( )A.10 B.20C.40 D.80(2)(2019·合肥调研)若(2x-a)5 的二项展开式中 x3 的系数为 720,则 a=________. a (3)(2019·甘肃检测)已知 x- 5 的展开式中 x5的系数为 A,x2的系数为 B,若 A+B= x 11,则 a=________.[解析] (1) x22 2+ 5 - - x 的展开式的通项公式为 Tr 2 5 r r r r 10 3rr+1=C5·(x ) · x =C5·2 ·x ,令 10-3r=4,得 r=2.故展开式中 x4 的系数为 C2·225 =40.- - -(2)(2x-a)5 的展开式的通项公式为 Tr+1=(-1)r·Cr5·(2x)5 r·ar=(-1)r·Cr5·25 r·ar·x5 r,令5-r=3,解得 r=2,由(-1)2·C2·25-2 25 ·a =720,解得 a=±3. a - a 3 3(3) x- 5 的展开式的通项公式为 T r 5 r r r rr+1=C5x ·- =C5(-a) x5- r.由 5- r=5, x x 2 23得 r=0,由 5- r=2,得 r=2,所以 A=C0 0 2 2 2 22 5×(-a) =1,B=C5×(-a) =10a ,则由 1+10a=11,解得 a=±1.[答案] (1)C (2)±3 (3)±1[解题技法]求形如(a+b)n(n∈N*)的展开式中与特定项相关的量(常数项、参数值、特定项等)的步骤-第一步,利用二项式定理写出二项展开式的通项公式 Tr+1=Cr n r rna b ,常把字母和系数分离开来(注意符号不要出错);第二步,根据题目中的相关条件(如常数项要求指数为零,有理项要求指数为整数)先列出相应方程(组)或不等式(组),解出 r;第三步,把 r 代入通项公式中,即可求出 Tr+1,有时还需要先求 n,再求 r,才能求出Tr+1 或者其他量.考法(二) 求解形如(a+b)m(c+d)n(m,n∈N*)的展开式中与特定项相关的量[例 2] (1)(1- x)6(1+ x)4 的展开式中 x 的系数是( )A.-4 B.-3C.3 D.4(2)(2019·南昌模拟)已知(x-1)(ax+1)6 的展开式中含 x2 项的系数为 0,则正实数 a=________.第 842页/共1004页m[解析] (1)法一:(1- x)6 的展开式的通项为 Cm6 ·(- x)m=Cm6 (-1)mx ,(1+ x)4 的展2开式的通项为 Cn·( x)n=Cnn4 4x ,其中 m=0,1,2,…,6,n=0,1,2,3,4. 2m n令 + =1,得 m+n=2,2 2于是(1- x)6(1+ x)4 的展开式中 x 的系数等于 C06·(-1)0·C24+C16·(-1)1·C14+C26·(-1)2·C04=-3.法二:(1- x)6(1+ x)4=[(1- x)(1+ x)]4(1- x)2=(1-x)4(1-2 x+x).于是(1-x)6(1+ x)4 的展开式中 x 的系数为 C04·1+C14·(-1)1·1=-3.(2)(ax+1)6 的展开式中含 x2 项的系数为 C4 26a ,含 x 项的系数为 C56a,由(x-1)(ax+1)6的展开式中含 x2 项的系数为 0,可得-C46a2+C56a=0,因为 a 为正实数,所以 15a=6,所以2a= .52[答案] (1)B (2)5[解题技法]求形如(a+b)m(c+d)n(m,n∈N*)的展开式中与特定项相关的量的步骤第一步,根据二项式定理把(a+b)m与(c+d)n 分别展开,并写出其通项公式;第二步,根据特定项的次数,分析特定项可由(a+b)m 与(c+d)n 的展开式中的哪些项相乘得到;第三步,把相乘后的项合并即可得到所求特定项或相关量.考法(三) 求形如(a+b+c)n(n∈N*)的展开式中与特定项相关的量[例 3] (1)(x2+x+y)5 的展开式中 x5y2的系数为( )A.10 B.20C.30 D.604(2)将 x+ -4 3 x 展开后,常数项是________.-[解析] (1)(x2+x+y)5 的展开式的通项为 T r 2 5 r r 2 2r+1=C5(x +x) ·y ,令 r=2,则 T3=C5(x+x)3y2- -,又(x2+x)3 的展开式的通项为 T k 2 3 k k k 6 kk+1=C3(x ) ·x =C3x ,令 6-k=5,则 k=1,所以(x2+x+y)5的展开式中,x5y2 的系数为 C2C15 3=30. 4 2x+ -4 3= x- 6 k 6-展开式的通项是 k 2 (2) C ( x) ·- k=(-2)k k 3-·C x k x 6 6 . x x 令 3-k=0,得 k=3.所以常数项是 C3(-2)36 =-160.[解析] (1)C (2)-160第 843页/共1004页[解题技法]求形如(a+b+c)n(n∈N*)的展开式中与特定项相关的量的步骤第一步,把三项的和 a+b+c 看成是(a+b)与 c 两项的和;第二步,根据二项式定理写出[(a+b)+c]n 的展开式的通项;-第三步,对特定项的次数进行分析,弄清特定项是由(a+b)n r 的展开式中的哪些项和cr 相乘得到的;第四步,把相乘后的项合并即可得到所求特定项或相关量.[题组训练]11.(2018·洛阳第一次统考)若 a=∫π0 sin xdx,则二项式 a x- 6 x 的展开式中的常数项为( )A.-15 B.15C.-240 D.240解析:选 D 由 a=∫π0 sin xdx=(-cos x)|π0=(-cos π)-(-cos 0)=1-(-1)=2,得 1 - 12 x- 6 的展开式的通项公式为 T =Cr(2 x)6 r - r=(-1)rCr 6-r 3 3 x r+1 6 x 6·2 ·x3- r,令 3- r=2 20,得 r=2,故常数项为 C26·24=240.2.(2019·福州四校联考)在(1-x3)(2+x)6的展开式中,x5 的系数是________.(用数字作答)解析:二项展开式中,含 x5 的项是 C52x5-x3C224x2=-228x5,所以 x56 6 的系数是-228.答案:-228x 13. + + 2 5 2 x (x>0)的展开式中的常数项为________.x 1 x 1 1 - -解析: + + 2 5(x>0)可化为 + 10 2 x ,因而 = T Cr 10 r( x)10 2rr+1 10 ,令 10- 2 x 2 1 63 22r=0,得 r=5,故展开式中的常数项为 C5 · 510 = . 2 263 2答案:2考点二 二项式系数的性质及各项系数和[典例精析] 1x+ (1)若 n3 的展开式中各项系数之和大于 8,但小于 32,则展开式中系数最大的 x 项是( )3 4A.6 x B.x第 844页/共1004页6 4 6C.4x x D. 或 4x xx1(2)若 x2- n x 的展开式中含 x 的项为第 6 项,设(1-3x)n=a0+a1x+a x2+…+a n2 nx ,则a1+a2+…+an 的值为________.(3)若(a+x)(1+x)4 的展开式中 x 的奇数次幂项的系数之和为 32,则 a=________. 1x+ [解析] (1)令 x=1,可得 3 n 的展开式中各项系数之和为 2n,即 8<2n<32,解 x 1 3得 n=4,故第 3 项的系数最大,所以展开式中系数最大的项是 C2( x)2 24 3 =6 x. x (2) 1 - 1 -x2- n 的展开式的通项公式为 T r 2 n r r r r 2n 3r x r+1=Cn(x ) ·- x =Cn(-1) x ,因为含 x 的项为第 6 项,所以 r=5,2n-3r=1,解得 n=8,在(1-3x)n 中,令 x=1,得 a0+a1+…+a8=(1-3)8=28,又 a0=1,所以 a1+…+a8=28-1=255.(3)设(a+x)(1+x)4=a 2 3 4 50+a1x+a2x +a3x +a4x +a5x ,令 x=1,得 16(a+1)=a0+a1+a2+a3+a4+a5,①令 x=-1,得 0=a0-a1+a2-a3+a4-a5,②①-②,得 16(a+1)=2(a1+a3+a5),即展开式中 x 的奇数次幂项的系数之和为 a1+a3+a5=8(a+1),所以 8(a+1)=32,解得 a=3.[答案] (1)A (2)255 (3)3[解题技法]1.赋值法的应用二项式定理给出的是一个恒等式,对于 x,y 的一切值都成立.因此,可将 x,y 设定为一些特殊的值.在使用赋值法时,令 x,y 等于多少,应视具体情况而定,一般取“1,-1 或 0”,有时也取其他值.如:(1)形如(ax+b)n,(ax2+bx+c)m(a,b,c∈R)的式子,求其展开式的各项系数之和,只需令 x=1 即可.(2)形如(ax+by)n(a,b∈R)的式子,求其展开式各项系数之和,只需令 x=y=1 即可.2.二项展开式各项系数和、奇数项系数和与偶数项系数和的求法若 f(x)=a0+a1x+a x22 +…+anxn,则 f(x)的展开式中(1)各项系数之和为 f(1).f(1)+f(-1)(2)奇数项系数之和为 a0+a2+a4+…= . 2第 845页/共1004页f(1)-f(-1)(3)偶数项系数之和为 a1+a3+a5+…= . 2[题组训练]1.(2019·包头模拟)已知(2x-1)5=a 55x +a x44 +a3x3+a2x2+a1x+a0,则|a0|+|a1|+…+|a5|=( )A.1 B.243C.121 D.122解析:选 B 令 x=1,得 a5+a4+a3+a2+a1+a0=1,①令 x=-1,得-a5+a4-a3+a2-a1+a0=-243,②①+②,得 2(a4+a2+a0)=-242,即 a4+a2+a0=-121.①-②,得 2(a5+a3+a1)=244,即 a5+a3+a1=122.所以|a0|+|a1|+…+|a5|=122+121=243.2.若(x+2+m)9=a0+a1(x+1)+a (x+1)2+…+a 92 9(x+1) ,且(a0+a2+…+a 28) -(a1+a3+…+a )29 =39,则实数 m 的值为________.解析:令 x=0,则(2+m)9=a0+a1+a2+…+a9,令 x=-2,则 m9=a0-a1+a2-a3+…-a9,又(a0+a2+…+a8)2-(a1+a3+…+a )29=(a0+a1+a2+…+a9)(a0-a +a 91 2-a3+…+a8-a9)=3 ,∴(2+m)9·m9=39,∴m(2+m)=3,∴m=-3 或 m=1.答案:-3 或 13.已知(1+3x)n 的展开式中,后三项的二项式系数的和等于 121,则展开式中二项式系数最大的项为________.- - 1解析:由已知得 Cn 2n +Cn 1n +Cnn=121,则 n·(n-1)+n+1=121,即 n2+n-240=0,2解得 n=15(舍去负值),所以展开式中二项式系数最大的项为 T =C78 15(3x)7 和 T 8 89=C15(3x) .答案:C715(3x)7和 C8 (3x)815考点三 二项展开式的应用[典例精析]设 a∈Z,且 0≤a<13,若 512 018+a 能被 13 整除,则 a=( )A.0 B.1C.11 D.12第 846页/共1004页[解析] 由于 51=52-1,512 018=(52-1)2 018=C0 522 018-C1 522 017+…-C2 017 12 018 2 018 2 01852 +1,又 13 整除 52,所以只需 13 整除 1+a,又 0≤a<13,a∈Z,所以 a=12.[答案] D[解题技法]利用二项式定理解决整除问题的思路(1)要证明一个式子能被另一个式子整除,只要证明这个式子按二项式定理展开后的各项均能被另一个式子整除即可.因此,一般要将被除式化为含相关除式的二项式,然后再展开.(2)用二项式定理处理整除问题,通常把底数写成除数(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.但要注意两点:①余数的范围,a=cr+b,其中余数 b∈[0,r),r 是除数,若利用二项式定理展开变形后,切记余数不能为负;②二项式定理的逆用.[题组训练]1.使得多项式 81x4+108x3+54x2+12x+1 能被 5 整除的最小自然数 x 为( )A.1 B.2C.3 D.4解析:选 C ∵81x4+108x3+54x2+12x+1=(3x+1)4,∴上式能被 5 整除的最小自然数为 3.2.1-90C1 +902C2 -903C3 +…+(-1)k90kCk +…+9010C1010 10 10 10 10除以 88的余数为________.解析:∵1-90C1 2 2 k k k 10 1010+90 C10+…+(-1) 90 C10+…+90 C10=(1-90)10=8910,∴8910=(88+1)10=8810+C1 88910 +…+C91088+1,∵前 10 项均能被 88 整除,∴余数为 1.答案:1[课时跟踪检测]A 级21.(2019·河北“五个一名校联盟”模拟 ) -x4 32 的展开式中的常数项为( ) x A.-3 2 B.3 2C.6 D.-6第 847页/共1004页解析:选 通项 = r 2 - - - +D T C 3 rr+1 3 2 ·(-x4)r=Cr3( 2)3 r·(-1)rx 6 6r,当-6+6r=0,即 r x =1 时为常数项,T2=-6,故选 D.a2+a42.设(2-x)5=a +a 2 50 1x+a2x +…+a5x ,则 的值为( )a1+a361 122A.- B.-60 1213 90C.- D.-4 121解析:选 C 由二项式定理,得 a =-C1 41 52 =-80,a2=C2523=80,a 3 23=-C52 =-40,a2+a4 3a =C44 52=10,所以 =- .a1+a3 4a3.若二项式 x2+ 7 x 的展开式的各项系数之和为-1,则含 x2 项的系数为( )A.560 B.-560C.280 D.-280a解析:选 A 取 x=1,得二项式 x2+ 7 的展开式的各项系数之和为(1+a)7,即(1+a)7 x 2 - 2=-1,1+a=-1,a=-2.二项式 x2- 7 x 的展开式的通项 Tr+1=Cr7·(x2)7 r· - r r x =C7·(-22)r·x14-3r.令 14-3r=2,得 r=4.因此,二项式 x2- 7 x 的展开式中含 x2 项的系数为 C47·(-2)4=560.4.(2018·山西八校第一次联考)已知(1+x)n 的展开式中第 5 项与第 7 项的二项式系数相等,则奇数项的二项式系数和为( )A.29 B.210C.211 D.212解析:选 A 由题意得 C4n=C6n,由组合数性质得 n=10,则奇数项的二项式系数和为-2n 1=29.15.二项式 -2x2 9 x 的展开式中,除常数项外,各项系数的和为( )A.-671 B.671C.672 D.673解析:选 B 令 x=1,可得该二项式各项系数之和为-1.因为该二项展开式的通项公式1 - -为 T =Cr 9 r·(-2x2)r=Cr(-2)r·x3r 9r+1 9 x 9 ,令 3r-9=0,得 r=3,所以该二项展开式中的常数项为 C3 39(-2) =-672,所以除常数项外,各项系数的和为-1-(-672)=671.6.(2018·石家庄二模)在(1-x)5(2x+1)的展开式中,含 x4 项的系数为( )A.-5 B.-15第 848页/共1004页C.-25 D.25解析:选 B 由题意含 x4 项的系数为-2C35+C45=-15.17.(2018·枣庄二模)若(x2-a) x+ 10 x 的展开式中 x6 的系数为 30,则 a 等于( )1 1A. B.3 2C.1 D.21 - 1 -解析:选 D x+ 10 x 的展开式的通项公式为 T =Cr 10 r r r 10 2rr+1 10·x · x =C10·x ,令 10-2r=4,解得 r=3,所以 x4项的系数为 C310.令 10-2r=6,解得 r=2,所以 x6项的系数为 C210.1所以(x2-a) x+ 10 6 x 的展开式中 x 的系数为 C310-aC210=30,解得 a=2.8.若(1+mx)6=a0+a1x+a2x2+…+a x66 ,且 a1+a2+…+a6=63,则实数 m 的值为( )A.1 或 3 B.-3C.1 D.1 或-3解析:选 D 令 x=0,得 a =(1+0)60 =1.令 x=1,得(1+m)6=a0+a1+a2+…+a6.∵a1+a2+a3+…+a6=63,∴(1+m)6=64=26,∴m=1 或 m=-3.9.(2019·唐山模拟)(2x-1)6 的展开式中,二项式系数最大的项的系数是________.(用数字作答)解析:(2x-1)6 的展开式中,二项式系数最大的项是第四项,系数是 C323(-1)36 =-160.答案:-160a10.(2019·贵阳模拟) x+ 9 x 的展开式中 x3 的系数为-84,则展开式的各项系数之和为________.- a -解析:二项展开式的通项 T r 9 r r r r 9 2rr+1=C9x x =a C9x ,令 9-2r=3,得 r=3,所以 a3C391=-84,解得 a=-1,所以二项式为 x- 9 9 x ,令 x=1,则(1-1) =0,所以展开式的各项系数之和为 0.答案:0111. x+ +1 5 x 展开式中的常数项为________.1 1 -解析: x+ +1 5 x 展开式的通项公式为 Tr 5 r 5r+1=C5·x+ x .令 r=5,得常数项为 C5=1,令 r=3,得常数项为 C35·2=20,令 r=1,得常数项为 C1·C25 4=30,所以展开式中的常数项为1+20+30=51.答案:51第 849页/共1004页 1x+ 12.已知 n4 的展开式中,前三项的系数成等差数列. 2 x (1)求 n;(2)求展开式中的有理项;(3)求展开式中系数最大的项.1 1解:(1)由二项展开式知,前三项的系数分别为 C0 1 2n, Cn, C , 2 4 n1 1 0 1由已知得 2× C 2n=Cn+ Cn,解得 n=8(n=1 舍去). 2 4 1 1x+ - - 3r(2) 84 的展开式的通项 Trr+1=C8( x)8 r· r r r4 =2 C8x4- (r=0,1,…,8), 4 2 x 2 x 3r 35要求有理项,则 4- 必为整数,即 r=0,4,8,共 3 项,这 3 项分别是 T1=x4,T5= x,4 81T9= . 256x2-(3)设第 r+1 项的系数 a r rr+1 最大,则 ar+1=2 C8,-a r rr+1 2 C8 9-r则 = -(r-1) r-1= ≥1, ar 2 C8 2r-a rr+1 2 Cr8 2(r+1)= -(r+1) r+1= ≥1, ar+2 2 C8 8-r解得 2≤r≤3.- -当 r=2 时,a =2 2C2=7,当 r=3 时,a =2 3C33 8 4 8=7,因此,第 3 项和第 4 项的系数最大,B 级1.在二项式 1x- n x 的展开式中恰好第五项的二项式系数最大,则展开式中含有 x2 项的系数是( )A.35 B.-35C.-56 D.561解析:选 C 由于第五项的二项式系数最大,所以 n=8.所以二项式 x- 8 x 展开式的通项公式为 T r 8-r -1 r r r 8-2rr+1=C8x (-x ) =(-1) C8x ,令 8-2r=2,得 r=3,故展开式中含有 x2项的系数是(-1)3C38=-56.2.已知 C0-4C1+42n n C2-43C3n n+…+(-1)n4nCnn=729,则 C1+C2 nn n+…+Cn的值等于( )A.64 B.32第 850页/共1004页C.63 D.31解析:选 C 因为 C0-4C1+42C2-43C3n n n n+…+(-1)n4nCnn=729,所以(1-4)n=36,所以n=6,因此 C1n+C2 n n 6n+…+Cn=2 -1=2 -1=63.a 13.(2019·济南模拟) x- 2x- 5 x x 的展开式中各项系数的和为 2,则该展开式中含 x4 项的系数为________.a 1解析:令 x=1,可得 x- 2x- 5 x x 的展开式中各项系数的和为 1-a=2,得 a=-1, 1 1 1则 x+ 2x- 5 4 2x- 5 3 5 x x 展开式中含x 项的系数即是 x 展开式中的含x 项与含x 项系数的和.1又 2x- 5 r r 5-r - x 展开式的通项为 Tr+1=C5(-1) ·2 ·x5 2r,令 5-2r=3,得 r=1,令 5-2r=5,得 r=0,将 r=1 与 r=0 分别代入通项,可得含 x3 项与含 x5 项的系数分别为-80 与 32,故原展开式中含 x4 项的系数为-80+32=-48.答案:-482i4.设复数 x= (i 是虚数单位),则 C12 019x+C2 x22 019 +C32 019x3+…+C2 019x2 019- 2 019=( )1 iA.i B.-iC.-1+i D.-i-12i 2i(1+i)解析:选 D 因为 x= = =-1+i,所以 C12 019x+C2 2 3 3- - + 2 019x +C2 019x +…+1 i (1 i)(1 i)C2 019x2 019=(1+x)2 019-1=(1-1+i)2 019-1=i2 0192 019 -1=-i-1.5.已知(x+2)9=a0+a 2 91x+a2x +…+a9x ,则(a1+3a3+5a5+7a7+9a )29 -(2a2+4a4+6a6+8a8)2 的值为( )A.39 B.310C.311 D.312解析:选 D 对(x+2)9=a0+a1x+a2x2+…+a9x9 两边同时求导,得 9(x+2)8=a1+2a2x+3a x2+…+8a x7+9a x8,令 x=1,得 a +2a +3a +…+8a +9a =3103 8 9 1 2 3 8 9 ,令 x=-1,得a -2a +3a -…-8a +9a =32.所以(a +3a +5a +7a +9a )21 2 3 8 9 1 3 5 7 9 -(2a2+4a4+6a6+8a )28 =(a1+2a2+3a3+…+8a8+9a9)(a1-2a 122+3a3-…-8a8+9a9)=3 .1 16.设 a= 2xdx,则二项式 ax2- 6 x 展开式中的常数项为________. 011 1 1解析:a= 2xdx=x2 =1,则二项式 ax2- 6= x2- 6 x x ,其展开式的通项公式为 Tr00- 1=Cr(x2)6 r·- r=(-1)rCrx12-3r+1 6 x 6 ,令 12-3r=0,解得 r=4.所以常数项为(-1)4C46=15.答案:15第 851页/共1004页 展开更多...... 收起↑ 资源预览