第6章第5节 二项式定理 高中数学选择性必修二同步复习讲义(沪教版2020)

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第6章第5节 二项式定理 高中数学选择性必修二同步复习讲义(沪教版2020)

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第6章第5节 二项式定理
题型1 二项展开式的通项与项的系数 题型2 二项式系数与二项式系数的和
题型3 二项式系数的性质 题型4 二项式定理的应用
▉题型1 二项展开式的通项与项的系数
【知识点的认识】
﹣二项式定理是指(a+b)n的展开形式,其展开式的通项为,其中为二项式系数.
﹣通项公式用于计算展开式中特定项的系数和幂次,特别是在涉及较大指数时,通过通项公式可以直接找到所需项.
【解题方法点拨】
﹣熟练掌握二项式定理的通项公式,并理解通项公式中各项的意义.
﹣在涉及系数计算时,确定通项中k的值,并代入公式计算系数.对于较复杂的问题,可以先确定项数,再代入计算.
﹣在应用中,可能需要对展开式进行逆运算,即通过已知某一项的系数或幂次,反推出通项公式中的参数.
1.的展开式中的常数项是(  )
A.﹣20 B.20 C.120 D.﹣120
2.展开式中的常数项为(  )
A.5 B.﹣5 C.80 D.﹣80
3.在(x2﹣2)5的展开式中,x4的系数为(  )
A.﹣12 B.12 C.﹣80 D.80
4.二项式的展开式中的常数项为(  )
A.480 B.240 C.120 D.15
5.的展开式中x3项的系数为(  )
A.﹣55 B.64 C.﹣80 D.124
6.在的展开式中,x2的系数等于(  )
A.6 B.12 C.18 D.24
7.的展开式中a3b3的系数为(  )
A.﹣20 B.﹣60 C.80 D.100
8.在的展开式中,常数项为(  )
A.﹣20 B.20 C.﹣160 D.160
9.若,则a1+a2+ +a2025=(  )
A.﹣1 B.0 C.1 D.2
10.(1﹣x)3(1+x2)的展开式中,x2的系数为(  )
A.﹣4 B.﹣2 C.2 D.4
▉题型2 二项式系数与二项式系数的和
【知识点的认识】
﹣二项式系数是二项展开式中各项的系数,其性质包括对称性、递推关系以及系数和的计算.例如:系数和的性质.
﹣这些性质在二项式定理的扩展应用中有重要作用,特别是涉及系数和的计算与证明.
【解题方法点拨】
﹣掌握二项式系数的基本性质,并应用这些性质简化计算或证明问题.
﹣在涉及系数和的计算问题中,可以直接应用性质公式,或通过二项展开式的求和进行推导.
﹣对于较复杂的系数和问题,考虑使用递推公式或对称性来简化求解过程.
11.已知的展开式的二项式系数和为32,则其展开式中x项系数为(  )
A.24 B.120 C.﹣120 D.﹣10
12.在的展开式中,所有的二项式系数之和为32,则所有项的系数和为(  )
A.32 B.﹣32 C.0 D.1
(多选)13.关于(5﹣x)6的展开式,下列判断正确的是(  )
A.展开式共有7项
B.展开式的各二项式系数的和为64
C.展开式的第6项的系数为30
D.展开式中二项式系数最大的项是第4项
(多选)14.已知的展开式中各项系数的和为1,则下列结论正确的有(  )
A.a=﹣1
B.展开式中不含常数项
C.展开式中x3项系数为80
D.展开式中各项系数绝对值的和为243
15.已知二项式.
(1)求的值;
(2)求(a0+a2+a4+a6)(a1+a3+a5+a7)的值(结果可保留幂的形式).
▉题型3 二项式系数的性质
【知识点的认识】
﹣二项式系数具有多种性质,如对称性、递推关系(帕斯卡三角形)以及生成函数.理解这些性质对于复杂二项式展开的求解与证明至关重要.
﹣特别地,二项式系数的对称性和递推关系是常用的基本工具.
【解题方法点拨】
﹣熟练运用二项式系数的对称性和递推关系,特别是在复杂展开式或求和问题中,这些性质可以简化计算.
﹣在涉及多项式展开或二项式定理应用时,可以通过生成函数或其他工具进一步理解二项式系数的分布规律.
﹣对于证明问题,使用二项式系数的性质来构造证明路径,尤其是递推关系可以有效帮助推导复杂的等式.
16.(1﹣x)20的展开式中,二项式系数最大的项是第(  )项.
A.9 B.10 C.11 D.12
17.若二项式(a+b)n的展开式中,第3项的二项式系数最大,则n的取值不可能是(  )
A.3 B.4 C.5 D.6
18.已知(a+b)n的展开式中只有第7项的二项式系数最大,则n=(  )
A.11 B.10 C.12 D.13
19.在(a+b)n的展开式中,只有第4项的二项式系数最大,则n=(  )
A.8 B.7 C.6 D.5
20.已知,则a0+a2+a4+a6=(  )
A.364 B.365 C.728 D.730
21.“四进制”是一种以4为基数的计数系统,使用数字0,1,2,3来表示数值.四进制在数学和计算的世界中呈现出多个维度的特性,对于现代计算机科学和技术发展有着深远的影响.四进制数转换为十进制数的方法是通过将每一位上的数字乘以4的相应次方(从0开始),然后将所有乘积相加.例如:四进制数013转换为十进制数为0×42+1×41+3×40=7;四进制数0033转换为十进制数为0×43+0×42+3×41+3×40=15;四进制数1230转换为十进制数为1×43+2×42+3×41+0×40=108;现将所有由1,2,3组成的4位(如:1231,3211)四进制数转化为十进制数,在这些十进制数中任取一个,则这个数能被3整除的概率为   .
▉题型4 二项式定理的应用
【知识点的认识】
﹣二项式定理在多个数学领域中有广泛的应用,包括组合数学、概率论以及多项式理论.其应用场景包括展开式的简化、系数的计算、概率问题的求解等.
﹣二项式定理的灵活运用可以帮助解决多种复杂的数学问题,特别是在涉及大规模计算时.
【解题方法点拨】
﹣通过熟练掌握二项式定理及其扩展公式,在实际问题中灵活运用.如在组合问题中,使用二项式定理求解复杂排列组合的结果.
﹣在概率论中,通过二项式定理计算特定事件发生的概率,特别是涉及独立重复试验的情境.
﹣在多项式或代数式的处理上,二项式定理可用于展开简化,或逆向推导未知量.
22.在(1+x)n的展开式中,第3项和第13项的系数相同,则n=(  )
A.16 B.14 C.15 D.17
23.已知展开式各项系数之和为64,则展开式中x3的系数为(  )
A.31 B.30 C.29 D.28
24.设(x+2)3+(x+2)4+(x+2)5+(x+2)6+…+(x+2)40=a0+a1(x+1)+a2(x+1)2+a3(x+1)3+…+a40(x+1)40,则a3的值为(  )
A. B. C. D.
25.已知,若a1+a2+a3+ +an=31,则自然数n=(  )
A.6 B.5 C.4 D.3
26.的展开式中含x3项的系数为(  )
A.5291 B.5292 C.5293 D.5294
27.已知的二项展开式中,常数项为240,且只有第4项的二项式系数最大,则a=(  )
A.±2 B.±1 C.1 D.﹣2
28.若,其中a3=80.
(1)求m的值;
(2)求.
29.在的二项展开式中,所有项的二项式系数之和为64.
(1)求展开式中的常数项;
(2)求展开式中二项式系数最大的项.第6章第5节 二项式定理
题型1 二项展开式的通项与项的系数 题型2 二项式系数与二项式系数的和
题型3 二项式系数的性质 题型4 二项式定理的应用
▉题型1 二项展开式的通项与项的系数
【知识点的认识】
﹣二项式定理是指(a+b)n的展开形式,其展开式的通项为,其中为二项式系数.
﹣通项公式用于计算展开式中特定项的系数和幂次,特别是在涉及较大指数时,通过通项公式可以直接找到所需项.
【解题方法点拨】
﹣熟练掌握二项式定理的通项公式,并理解通项公式中各项的意义.
﹣在涉及系数计算时,确定通项中k的值,并代入公式计算系数.对于较复杂的问题,可以先确定项数,再代入计算.
﹣在应用中,可能需要对展开式进行逆运算,即通过已知某一项的系数或幂次,反推出通项公式中的参数.
1.的展开式中的常数项是(  )
A.﹣20 B.20 C.120 D.﹣120
【答案】A
【解答】解:的展开式中的通项公式为:,
令4r﹣12=0,解得r=3,
所以的展开式中的常数项是.
故选:A.
2.展开式中的常数项为(  )
A.5 B.﹣5 C.80 D.﹣80
【答案】D
【解答】解:由题设,(2)5展开式通项为,r=0,1,…,5,
当r=1时,有T2=(﹣1)1 25﹣1 80.
故选:D.
3.在(x2﹣2)5的展开式中,x4的系数为(  )
A.﹣12 B.12 C.﹣80 D.80
【答案】C
【解答】解:在(x2﹣2)5的展开式中,x4的系数为(﹣2)3=﹣80.
故选:C.
4.二项式的展开式中的常数项为(  )
A.480 B.240 C.120 D.15
【答案】B
【解答】解:因为二项式的展开式的通项公式为,
得到常数项,令12﹣3r=0,则r=4.
则常数项为.
故选:B.
5.的展开式中x3项的系数为(  )
A.﹣55 B.64 C.﹣80 D.124
【答案】C
【解答】解:展开式的通项为:,r∈N,r≤5,
令5﹣2r=3,得r=1,
因此展开式中x3项的系数为.
故选:C.
6.在的展开式中,x2的系数等于(  )
A.6 B.12 C.18 D.24
【答案】D
【解答】解:的展开式的通项公式为Tr+1 (x2)4﹣r ()r=2r x8﹣3r,
令8﹣3r=2,解得r=2.
故x2的系数等于:22 24.
故选:D.
7.的展开式中a3b3的系数为(  )
A.﹣20 B.﹣60 C.80 D.100
【答案】A
【解答】解:因为,
又(a+2b)5展开式的通项为Tr+1 2r a5﹣r br,
当r=2时,,
故,所以展开式中a3b3的系数为﹣20.
故选:A.
8.在的展开式中,常数项为(  )
A.﹣20 B.20 C.﹣160 D.160
【答案】C
【解答】解:在的展开式中,通项公式为Tr+1 (﹣2)r x6﹣2r,
令6﹣2r=0,求得r=3,可得常数项为T4 (﹣2)3=﹣160,
故选:C.
9.若,则a1+a2+ +a2025=(  )
A.﹣1 B.0 C.1 D.2
【答案】C
【解答】解:若,
令x=0,得到(1+0)(1﹣0)2024=a0=1,
令x=1,得到(1+1)(1﹣2)2024=a0+a1+a2x+ +a2025=2,
则a1+a2+ +a2025=2﹣1=1.
故选:C.
10.(1﹣x)3(1+x2)的展开式中,x2的系数为(  )
A.﹣4 B.﹣2 C.2 D.4
【答案】D
【解答】解:因为(1﹣x)3展开式中常数项为1,x2项的系数为3,
则x2的系数为1×1+3×1=4.
故选:D.
▉题型2 二项式系数与二项式系数的和
【知识点的认识】
﹣二项式系数是二项展开式中各项的系数,其性质包括对称性、递推关系以及系数和的计算.例如:系数和的性质.
﹣这些性质在二项式定理的扩展应用中有重要作用,特别是涉及系数和的计算与证明.
【解题方法点拨】
﹣掌握二项式系数的基本性质,并应用这些性质简化计算或证明问题.
﹣在涉及系数和的计算问题中,可以直接应用性质公式,或通过二项展开式的求和进行推导.
﹣对于较复杂的系数和问题,考虑使用递推公式或对称性来简化求解过程.
11.已知的展开式的二项式系数和为32,则其展开式中x项系数为(  )
A.24 B.120 C.﹣120 D.﹣10
【答案】D
【解答】解:根据题意,2n=32,解得n=5,则,
设x项为第r+1项,故其展开式为.
所以10﹣3r=1,则r=3,所以.
故选:D.
12.在的展开式中,所有的二项式系数之和为32,则所有项的系数和为(  )
A.32 B.﹣32 C.0 D.1
【答案】A
【解答】解:由于所有的二项式系数之和为32,则2n=32,解得n=5;
令x=1,解得所有项的系数和为25=32.
故选:A.
(多选)13.关于(5﹣x)6的展开式,下列判断正确的是(  )
A.展开式共有7项
B.展开式的各二项式系数的和为64
C.展开式的第6项的系数为30
D.展开式中二项式系数最大的项是第4项
【答案】ABD
【解答】解:关于(5﹣x)6的展开式,(r=0,1,2,3,4,5,6),
对于A,展开式共有7项,故A正确;
对于B,展开式的各二项式系数的和为26=64,故B正确;
对于C,展开式的第6项是,其系数为﹣30,故C错误;
对于D,展开式共7项,所以第4项的二项式系数最大,故D正确.
故选:ABD.
(多选)14.已知的展开式中各项系数的和为1,则下列结论正确的有(  )
A.a=﹣1
B.展开式中不含常数项
C.展开式中x3项系数为80
D.展开式中各项系数绝对值的和为243
【答案】ABD
【解答】解:对于A:由题取x=1,得(2+a)5=1,解得a=﹣1,A正确;
展开式的通项为,
对于B,5﹣2r=0无整数解,因此展开式中不含常数项,B正确;
对于C,由5﹣2r=3,得r=1,因此展开式中x3项系数为,C错误;
对于D,展开式中各项系数绝对值的和,D正确.
故选:ABD.
15.已知二项式.
(1)求的值;
(2)求(a0+a2+a4+a6)(a1+a3+a5+a7)的值(结果可保留幂的形式).
【答案】(1)0;
(2).
【解答】解:(1)由二项式定理得,i=0、1、2、 、7,
所以27(﹣2)×26(﹣2)2×25(﹣2)6×21(﹣2)7
0;
(2)令x=1,可得a0+a1+a2+…+a7=(1﹣2)7=﹣1,令x=﹣1得a0﹣a1+a2﹣…﹣a7=(1+2)7=37.
解得a0+a2+a4+a6,a1+a3+a5+a7.
所以.
▉题型3 二项式系数的性质
【知识点的认识】
﹣二项式系数具有多种性质,如对称性、递推关系(帕斯卡三角形)以及生成函数.理解这些性质对于复杂二项式展开的求解与证明至关重要.
﹣特别地,二项式系数的对称性和递推关系是常用的基本工具.
【解题方法点拨】
﹣熟练运用二项式系数的对称性和递推关系,特别是在复杂展开式或求和问题中,这些性质可以简化计算.
﹣在涉及多项式展开或二项式定理应用时,可以通过生成函数或其他工具进一步理解二项式系数的分布规律.
﹣对于证明问题,使用二项式系数的性质来构造证明路径,尤其是递推关系可以有效帮助推导复杂的等式.
16.(1﹣x)20的展开式中,二项式系数最大的项是第(  )项.
A.9 B.10 C.11 D.12
【答案】C
【解答】解:由二项式定理知其展开式有21项,
根据二项式系数的性质可知二项式系数最大项为第11项.
故选:C.
17.若二项式(a+b)n的展开式中,第3项的二项式系数最大,则n的取值不可能是(  )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】D
【解答】解:因为二项式(a+b)n的展开式中,第3项的二项式系数最大,
即最大,
结合选项可知,n=3,4,5都符合题意,
而当n=6时,二项式系数最大的为.
故选:D.
18.已知(a+b)n的展开式中只有第7项的二项式系数最大,则n=(  )
A.11 B.10 C.12 D.13
【答案】C
【解答】解:∵只有第7项的二项式系数最大,
∴,
∴n=12.
故选:C.
19.在(a+b)n的展开式中,只有第4项的二项式系数最大,则n=(  )
A.8 B.7 C.6 D.5
【答案】C
【解答】解:∵(a+b)n的展开式中,只有第4项的二项式系数最大,
∴,∴n=6.
故选:C.
20.已知,则a0+a2+a4+a6=(  )
A.364 B.365 C.728 D.730
【答案】B
【解答】解:由题意,,
令x=1,a0+a1+...+a6=1①,
令x=﹣1,a0﹣a1+...+a6=729②,
①+②,2(a0+a2+a4+a6)=730,
解得a0+a2+a4+a6=365.
故选:B.
21.“四进制”是一种以4为基数的计数系统,使用数字0,1,2,3来表示数值.四进制在数学和计算的世界中呈现出多个维度的特性,对于现代计算机科学和技术发展有着深远的影响.四进制数转换为十进制数的方法是通过将每一位上的数字乘以4的相应次方(从0开始),然后将所有乘积相加.例如:四进制数013转换为十进制数为0×42+1×41+3×40=7;四进制数0033转换为十进制数为0×43+0×42+3×41+3×40=15;四进制数1230转换为十进制数为1×43+2×42+3×41+0×40=108;现将所有由1,2,3组成的4位(如:1231,3211)四进制数转化为十进制数,在这些十进制数中任取一个,则这个数能被3整除的概率为   .
【答案】
【解答】解:设a,b,c,d∈{1,2,3},
则4位四进制数转换为十进制为:
a×43+b×42+c×4+d=a×(1+3)3+b×(1+3)2+c×(1+3)+d,
若这个数能被3整除,则a+b+c+d能被3整除.
当这个四进制数由1,2,3,3组成时,有个;
当这个四进制数由1,1,2,2组成时,有个;
这个四进制数由1,1,1,3组成时,有个;
这个四进制数由2,2,2,3组成时,有个;
这个四进制数都由3组成时,有1个.
因为由1,2,3组成的4位四进制数共有34=81个,
所以能被3整除的概率.
故答案为:.
▉题型4 二项式定理的应用
【知识点的认识】
﹣二项式定理在多个数学领域中有广泛的应用,包括组合数学、概率论以及多项式理论.其应用场景包括展开式的简化、系数的计算、概率问题的求解等.
﹣二项式定理的灵活运用可以帮助解决多种复杂的数学问题,特别是在涉及大规模计算时.
【解题方法点拨】
﹣通过熟练掌握二项式定理及其扩展公式,在实际问题中灵活运用.如在组合问题中,使用二项式定理求解复杂排列组合的结果.
﹣在概率论中,通过二项式定理计算特定事件发生的概率,特别是涉及独立重复试验的情境.
﹣在多项式或代数式的处理上,二项式定理可用于展开简化,或逆向推导未知量.
22.在(1+x)n的展开式中,第3项和第13项的系数相同,则n=(  )
A.16 B.14 C.15 D.17
【答案】B
【解答】解:由题意可得,解得n=14.
故选:B.
23.已知展开式各项系数之和为64,则展开式中x3的系数为(  )
A.31 B.30 C.29 D.28
【答案】C
【解答】解:令x=1,可得展开式各项系数之和为(a﹣1)×26=64,
得a=2,
则展开式通项公式为Tr+1中x3的系数为,x2的系数为15,
则展开式中x3的系数为2×15+(﹣1)×1=29.
故选:C.
24.设(x+2)3+(x+2)4+(x+2)5+(x+2)6+…+(x+2)40=a0+a1(x+1)+a2(x+1)2+a3(x+1)3+…+a40(x+1)40,则a3的值为(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【解答】解:(x+2)3+(x+2)4+(x+2)5+...+(x+2)40=[(x+1)+1]3+[(x+1)+1]4+[(x+1)+1]5+...+[(x+1)+1]40,
所以.
故选:C.
25.已知,若a1+a2+a3+ +an=31,则自然数n=(  )
A.6 B.5 C.4 D.3
【答案】B
【解答】解:,
令x=0,得a0=1,
令x=1,得,
又a1+a2+a3+ +an=31,
所以1+31=2n n=5.
故选:B.
26.的展开式中含x3项的系数为(  )
A.5291 B.5292 C.5293 D.5294
【答案】B
【解答】解:
=[1+(1+x)]9﹣(1+x)9=(x+2)9﹣(x+1)9.
所以x3的系数为.
故选:B.
27.已知的二项展开式中,常数项为240,且只有第4项的二项式系数最大,则a=(  )
A.±2 B.±1 C.1 D.﹣2
【答案】B
【解答】解:∵的二项展开式中,常数项为240,且只有第4项的二项式系数最大,
∴n为偶数,且,解得n=6,
∴的二项展开式的通项为,
令,解得k=2,
∴常数项为,解得a=±1.
故选:B.
28.若,其中a3=80.
(1)求m的值;
(2)求.
【答案】(1)m=2;
(2)﹣243.
【解答】解:,其中a3=80.
(1)易知展开式中含x3项为,
因此可得,即10m3=80;
解得m=2;
(2)由(1)可知,二项式为(1+2x)5,
令x=1,可得;
令x=﹣1,可得;
因此可得.
29.在的二项展开式中,所有项的二项式系数之和为64.
(1)求展开式中的常数项;
(2)求展开式中二项式系数最大的项.
【答案】(1)2160;
(2).
【解答】解:(1)由于所有项的二项式系数之和为64,
则2n=64,解得n=6,
所以展开式的通项公式为:.
令,解得k=2,
所以该二项式的展开式中的常数项为.
(2)因为n=6,
易知:展开式第四项二项式系数最大,
即,
所以展开式中二项式系数最大的项为.

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