二项式定理常见的解题策略

2021-04-25  本文已影响0人  天马无空

二项式定理有关问题,是中学数学中的一个重要知识点,在历年的高考中几乎每年都有涉及. 因此掌握二项式定理问题的常见题型及其解题策略是十分必要的. 其考试题型主要有:求展开式中指定的项、求展开式中某一项的系数或二项式系数、求展开式中的系数和等,其难度不会太大,但题型可能较灵活.在高考中通常是以易题出现,主要以选择题、填空题和解答题的形式考查,其试题难度属中档题.

类型一 求展开式中指定的项或某一项的系数或二项式系数

求二项展开式中的系数问题

使用情景:求展开式中指定的项或某一项的系数或二项式系数
解题步骤:

第一步 首先求出二项展开式的通项;
第二步 根据已知求出展开式中指定的项或某一项的系数或二项式系数;
第三步 得出结论.
例1. (1-2x)^4展开式中第3项的二项式系数为( )
A.6 B.-6 C.24 D.-24
【答案】A
【解析】第三项的二项式系数为C_4^2=6,选A.

【总结】求二项展开式有关问题的常见类型及解题策略

(1)求展开式中的特定项,可依据条件写出第x+1项,再由特定项的特点求出x值即可。

(2)已知展开式的某项,求特定项的系数.可由某项得出参数项,再由通项写出第r+1项,由特定项得出r值,最后求出其参数.

类型二 二项式系数的性质与各项系数和

二项式系数的性质与各项系数和

使用情景:二项式系数的性质与各项系数和
解题步骤:

第一步 观察题意特征,合理地使用赋值法;
第二步 区别二项式系数与展开式中项的系数,灵活利用二项式系数的性质;
第三步 得出结论.

例2

(1)设(1+x)^n=a_0+a_1x+a_2x^2+…+a_nx^n,若a_1+a_2+…+a_n=63,则展开式中系数最大的项是(  )
A.15x^2 B.20x^3 C.21x^3 D.35x3
(2)若\left(x+\cfrac{1}{x}\right)^n的展开式中第3项与第7项的二项式系数相等,则该展开式中\cfrac{1}{x^2}的系数为________.
【答案】 (1)B;(2)56.
【解析】

(1)\because(1+x)^n=a_0+a_1x+a_2x^2+…+a_nx^n,

x=0,a_0=1

x=1,则\because(1+1)^n=a_0+a_1x+a_2x^2+…+a_nx^n,\because n=6,

(1+x)^6的展开式二项式系数最大项的系数最大,

\therefore(1+x)^6的展开式系数最大项为T_4=C_5^3x^3=20x^3

(2)由题意知,C_n^2=C_n^6,\therefore n=8

\therefore T_{r+1}=C_8^r\cdot x^{8-r}\cdot\left(\cfrac{1}{x}\right)^r=C_8^r\cdot x^{8-2r},

8-2r=-2时,r=5,\therefore \cfrac{1}{x^2}的系数为C_8^5=C_8^3=56

【总结】

(1)第(1)小题求解的关键在于赋值,求出a_0与n的值;第(2)小题在求解过程中,常因把n的等量关系表示为C_n^3=C_n^7,而求错n的值.

(2)求解这类问题要注意:

①区别二项式系数与展开式中项的系数,灵活利用二项式系数的性质;

②根据题目特征,恰当赋值代换,常见的赋值方法是使得字母因式的值或目标式的值为1,-1.

类型三 二项式定理的应用

二项式定理的应用

使用情景:使用二项式定理处理整除问题
解题步骤:

第一步 通常把底数写成除数(或与余数密切相关联的数)与某数的和或差的形式;
第二步 再用二项式定理展开,但要注意两点:一是余数的范围,a=cr+b,其中余数∈[0,r),r是除数,切记余数不能为负,二是二项式定理的逆用.;
第三步 得出结论.

例3 .设a∈Z,且0≤a<13,若51^{2012}+a能被13整除,则a=(  )
A.0 B.1 C.11 D.12
【答案】D.
【解析】 51^{2012}+a=(52-1)^{2012}+a

=C_{2012}^0\cdot52^{2012}-C_{2012}^1\cdot52^{2011}+...+C_{2012}^{2011}\times52\cdot(-1)^{2011}+C_{2012}^{2012}$$\cdot(-1)^{2012}+a,

\because=C_{2012}^0\cdot52^{2012}-C_{2012}^1\cdot52^{2011}+...+C_{2012}^{2011}\times52\cdot(-1)^{2011}能被13整除。且51^{2012}+a能被13整除,

\therefore C_{2012}^{2012}\cdot(-1)^{2012}+a=1+a也能被13整除

因此a可取值12

【总结】:在使用二项式定理展开,但要注意两点:一是余数的范围,a=cr+b,其中余数b∈[0,r),r是除数,切记余数不能为负,二是二项式定理的逆用.

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