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1、2022年高考數(shù)學(xué)專題復(fù)習(xí) 第42講 二項(xiàng)式定理練習(xí) 新人教A版
[考情展望] 1.考查利用通項(xiàng)求展開式中的特定項(xiàng)、特定項(xiàng)的系數(shù)、二項(xiàng)式系數(shù)等.2.考查賦值法與整體法的應(yīng)用.3.多以選擇題、填空題的形式考查.
一、二項(xiàng)式定理
1.(a+b)n=Can+Can-1b+…+Can-rbr+…+Cbn(n∈N*).
2.第r+1項(xiàng),Tr+1=Can-rbr.
3.第r+1項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)為C.
二、二項(xiàng)式系數(shù)的性質(zhì)
1.0≤k≤n時(shí),C與C的關(guān)系是C=C.
2.二項(xiàng)式系數(shù)先增后減中間項(xiàng)最大且n為偶數(shù)時(shí)第+1項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)最大,最大值為Cn;當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),第項(xiàng)和項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)最大,最
2、大值為Cn或Cn.
3.各二項(xiàng)式系數(shù)和:C+C+C+…+C=2n,C+C+C+…=C+C+C+…=2n-1.
1.(1+x)6的展開式中,二項(xiàng)式系數(shù)最大的項(xiàng)是( )
A.20x3 B.15x2 C.15x4 D.x6
【解析】 二項(xiàng)展開式中間一項(xiàng)(第4項(xiàng))的二項(xiàng)式系數(shù)最大,
∴T4=Cx3=20x3.
【答案】 A
2.4的展開式中的常數(shù)項(xiàng)為( )
A.-24 B.-6 C.6 D.24
【解析】 展開式的通項(xiàng)是Tr+1=C(2x)4-r·r=(-1)rC·24-r·x4-2r,令4-2r=0,得r=2,
∴展開式中的常數(shù)項(xiàng)為(-1)2C·22=2
3、4,故選D.
【答案】 D
3.已知(1+kx2)6(k為正整數(shù))的展開式中x8的系數(shù)小于120,則k=________.
【解析】 展開式的通項(xiàng)是Tr+1=C(kx2)r,
令2r=8,得展開式中x8的系數(shù)為C·k4,
∴C·k4<120,即k4<8.
又k是正整數(shù),故k=1.
【答案】 1
4.(1+3x)n(其中n∈N且n≥6)的展開式中x5與x6的系數(shù)相等,則n=________.
【解析】 Tr+1=C(3x)r=3rCxr.
由已知條件35C=36C,即C=3C.
=3,整理得n=7.
【答案】 7
5.(xx·大綱全國卷)(x+2)8的展開式中x6的
4、系數(shù)是( )
A.28 B.56 C.112 D.224
【解析】 該二項(xiàng)展開式的通項(xiàng)為Tr+1=Cx8-r2r=2rCx8-r,令r=2,得T3=22Cx6=112x6,所以x6的系數(shù)是112.
【答案】 C
6.(xx·安徽高考)若8的展開式中,x4的系數(shù)為7,則實(shí)數(shù)a=________.
【解析】 含x4的項(xiàng)為Cx53=Ca3x4,
∴Ca3=7,
∴a=.
【答案】
考向一 [178] 通項(xiàng)公式及其應(yīng)用
已知在n的展開式中,第6項(xiàng)為常數(shù)項(xiàng).
(1)求含x2的項(xiàng)的系數(shù);
(2)求展開式中所有的有理項(xiàng).
【思路點(diǎn)撥】 (1)寫出通項(xiàng)Tr+1,先
5、求n,再求含x2的項(xiàng)的系數(shù).(2)尋找使x的指數(shù)為整數(shù)的r值,從而確定有理項(xiàng).
【嘗試解答】 (1)n的展開式的通項(xiàng)為
Tr+1=Cxrx-=Crx.
因?yàn)榈?項(xiàng)為常數(shù)項(xiàng),
所以r=5時(shí),有=0,即n=10.
令=2,得r=(n-6)=×(10-6)=2,
∴含x2的項(xiàng)的系數(shù)為C2=.
(2)根據(jù)通項(xiàng)公式,由題意∈Z,且0≤r≤10.
令=k(k∈Z),則10-2r=3k,即r=5-k.
∵r∈N,∴k應(yīng)為偶數(shù).
∴k可取2,0,-2,即r可取2,5,8.
所以第3項(xiàng),第6項(xiàng)和第9項(xiàng)為有理項(xiàng),它們分別為
C2x2,C5,C8x-2.
規(guī)律方法1 1.解此類問題可以分兩
6、步完成:第一步是根據(jù)所給出的條件(特定項(xiàng))和通項(xiàng)公式,建立方程來確定指數(shù)(求解時(shí)要注意二項(xiàng)式系數(shù)中n和r的隱含條件,即n,r均為非負(fù)整數(shù),且n≥r);第二步是根據(jù)所求的指數(shù),再求所求解的項(xiàng).
2.有理項(xiàng)是字母指數(shù)為整數(shù)的項(xiàng).解此類問題必須合并通項(xiàng)公式中同一字母的指數(shù),根據(jù)具體要求,令其為整數(shù),再根據(jù)數(shù)的整除性來求解.
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 (1)(xx·浙江高考)設(shè)二項(xiàng)式5的展開式中常數(shù)項(xiàng)為A,則A=________.
(2)設(shè)二項(xiàng)式6(a>0)的展開式中x3的系數(shù)為A,常數(shù)項(xiàng)為B,若B=4A,則a的值是________.
【解析】 (1)Tr+1=C()5-rr=C(-1)rx-,令-=0,得r
7、=3,所以A=-C=-10.
(2)6展開式的通項(xiàng)Tr+1=(-a)rCx6-r,
∴A=(-a)2C,B=(-a)4C,
由B=4A,得(-a)4C=4(-a)2C,解之得a=±2.
又a>0,所以a=2.
【答案】 (1)-10 (2)2
考向二 [179] 二項(xiàng)展開式項(xiàng)的系數(shù)與二項(xiàng)式系數(shù)
(1)設(shè)(1+x)n=a0+a1x+a2x2+…+anxn,若a1+a2+…+an=63,則展開式中系數(shù)最大的項(xiàng)是( )
A.15x2 B.20x3 C.21x3 D.35x3
(2)(xx·課標(biāo)全國卷Ⅱ)已知(1+ax)(1+x)5的展開式中x2的系數(shù)為5,則a=(
8、 )
A.-4 B.-3 C.-2 D.-1
【思路點(diǎn)撥】 (1)先賦值求a0及各項(xiàng)系數(shù)和,進(jìn)而求得n值,再運(yùn)用二項(xiàng)式系數(shù)性質(zhì)與通項(xiàng)公式求解.(2)先求出(1+x)5含有x與x2的項(xiàng)的系數(shù),從而得到展開式中x2的系數(shù).
【嘗試解答】 (1)∵(1+x)n=a0+a1x+a2x2+…+anxn,
令x=0,得a0=1.
令x=1,則(1+1)n=a0+a1+a2+…+an=64,∴n=6,
又(1+x)6的展開式二項(xiàng)式系數(shù)最大項(xiàng)的系數(shù)最大,
∴(1+x)6的展開式系數(shù)最大項(xiàng)為T4=Cx3=20x3.
(2)(1+x)5中含有x與x2的項(xiàng)為T2=Cx=5x,T3=Cx2=10
9、x2,∴x2的系數(shù)為10+5a=5,∴a=-1,故選D.
【答案】 (1)B (2)D
規(guī)律方法2 求解這類問題要注意:1.區(qū)別二項(xiàng)式系數(shù)與展開式中項(xiàng)的系數(shù),靈活利用二項(xiàng)式系數(shù)的性質(zhì).2.根據(jù)題目特征,恰當(dāng)賦特殊值代換.對(duì)于展開式中的系數(shù)和、隔項(xiàng)系數(shù)和、系數(shù)的絕對(duì)值和等問題,通常運(yùn)用賦值法進(jìn)行構(gòu)造(構(gòu)造出目標(biāo)式).賦值時(shí)要注意根據(jù)目標(biāo)式進(jìn)行靈活的選擇,常見的賦值方法是使字母因式的值為1,-1或目標(biāo)式的值.
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 (1)(xx·浙江省高三調(diào)測(cè))若(1+2x)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,則a0+a1+a3+a5等于( )
A.122 B.123
10、C.243 D.244
(2)(xx·大綱全國卷)(1+x)8(1+y)4的展開式中x2y2的系數(shù)是( )
A.56 B.84 C.112 D.168
【解析】 (1)在已知等式中分別取x=0、x=1與x=-1,
得a0=1,a0+a1+a2+a3+a4+a5=35,
a0-a1+a2-a3+a4-a5=-1,
因此有2(a1+a3+a5)=35+1=244,
a1+a3+a5=122,a0+a1+a3+a5=123.
(2)因?yàn)?1+x)8的通項(xiàng)為Cxk,(1+y)4的通項(xiàng)為Cyt,故(1+x)8(1+y)4的通項(xiàng)為CCxkyt.令k=2,t=2,得x2y2的系數(shù)
11、為CC=168.
【答案】 (1)B (2)D
考向三 [180] 二項(xiàng)式定理的應(yīng)用
(xx·湖北高考)設(shè)a∈Z,且0≤a<13,若512 012+a能被13整除,則a=( )
A.0 B.1 C.11 D.12
【思路點(diǎn)撥】 注意到52能被13整除,化51為52-1,從而運(yùn)用二項(xiàng)式定理展開51xx,由條件求a的值.
【嘗試解答】 512 012+a=(52-1)2 012+a
=C·522 012-C·522 011+…+C×52·(-1)2 011+C·(-1)2 012+a,
∵C·522 012-C·522 011+…+C×52·(-1)2 011能被1
12、3整除.
且512 012+a能被13整除,
∴C·(-1)2 012+a=1+a也能被13整除.
因此a可取值12.
【答案】 D
規(guī)律方法3 1.本題求解的關(guān)鍵在于將512 012變形為(52-1)2 012,使得展開式中的每一項(xiàng)與除數(shù)13建立聯(lián)系.
2.用二項(xiàng)式定理處理整除問題,通常把底數(shù)寫成除數(shù)(或與除數(shù)密切關(guān)聯(lián)的數(shù))與某數(shù)的和或差的形式,再用二項(xiàng)式定理展開.但要注意兩點(diǎn):(1)余數(shù)的范圍,a=cr+b,其中余數(shù)b∈[0,r),r是除數(shù),若利用二項(xiàng)式定理展開變形后,切記余數(shù)不能為負(fù);(2)二項(xiàng)式定理的逆用.
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 1-90C+902C-903C+…+(-1)k90kC
13、k10+…+9010C除以88的余數(shù)是( )
A.-1 B.1 C.-87 D.87
【解析】 1-90C+902C+…+(-1)k90kC+…+9010C
=(1-90)10=8910=(88+1)10
=8810+C889+…+C88+1.
∵前10項(xiàng)均能被88整除,∴余數(shù)是1.
【答案】 B
思想方法之二十四 賦值法在二項(xiàng)展開式中的應(yīng)用
求展開式系數(shù)和或相關(guān)量這類問題的解題思路:通常先利用通項(xiàng)公式弄清所求展開式系數(shù)的特點(diǎn),再用賦值法求得各項(xiàng)系數(shù)和,一般通過變量指數(shù)來確定要求項(xiàng)或系數(shù)和,再根據(jù)其特點(diǎn)求相關(guān)的量,有時(shí)需要構(gòu)造方程,通過解方程的方法來求解.
14、分類分步是常用的手段,正面較復(fù)雜時(shí)可從反面考慮,即正難則反.
————[1個(gè)示范例]————[1個(gè)對(duì)點(diǎn)練]————
(xx·宜春模擬)設(shè)(1+x+x2)n=a0+a1x+a2x2+…+a2nx2n(n≥2,n∈N),則a3+a5+a7+…+a2n-1=( )
A. B.
C. D.
【解析】 ∵(1+x+x2)n=a0+a1x+a2x2+…+a2nx2n(n≥2,n∈N),
∴令x=1,3n=a0+a1+a2+…+a2n,①
再令x=-1,可得1=a0-a1+a2-a3+…-a2n-1+a2n,②
①-②得:a1+a3+…+a2n-1=,
又(1+x+x2)n
15、=[x2+(1+x)]n,其展開式中T1=C(x2)0(1+x)n,從中可求x的系數(shù),它來自(1+x)n展開式中x的系數(shù),為a1=C=n,
∴a3+a5+a7+…+a2n-1=.
在二項(xiàng)式n的展開式中,各項(xiàng)系數(shù)之和為M,各項(xiàng)二項(xiàng)式系數(shù)之和為N,且M+N=64,則展開式中含x2項(xiàng)的系數(shù)為( )
A.-90 B.90 C.10 D.-10
【解析】 ∵二項(xiàng)式n的展開式中,
令x=1得:各項(xiàng)系數(shù)之和M=2n,
又各項(xiàng)二項(xiàng)式系數(shù)之和為N,故N=2n,
又M+N=64,
∴2×2n=64,
∴n=5.
設(shè)二項(xiàng)式5的展開式的通項(xiàng)為Tr+1,
則Tr+1=C·35-r·(-1)r·x-(5-r)+r,
令-(5-r)+r=2得:r=3,
∴展開式中含x2項(xiàng)的系數(shù)為C·(-1)3·35-3=-90.
【答案】 A