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1、2022年高三數(shù)學(xué) 排列、組合和和概率 二項(xiàng)式定理教案同步教案 新人教A版
學(xué)習(xí)指導(dǎo):
1.有關(guān)二項(xiàng)式定理,要記住公式,弄清與其相關(guān)的概念:二項(xiàng)式系數(shù)、系數(shù)、項(xiàng)、項(xiàng)數(shù)、通項(xiàng)等,從而正確運(yùn)用二項(xiàng)式系數(shù)的性質(zhì)進(jìn)行計(jì)算,解一些應(yīng)用題。重點(diǎn)是二項(xiàng)式定理的應(yīng)用、難點(diǎn)是對(duì)通項(xiàng)的理解。
2.二項(xiàng)式定理:。右邊的多項(xiàng)式叫做的二項(xiàng)展開(kāi)式,共有項(xiàng),其中各項(xiàng)的系數(shù)叫做二項(xiàng)式系數(shù),叫做二項(xiàng)展開(kāi)式的通項(xiàng),用表示。
3.二項(xiàng)式系數(shù)的性質(zhì)
(1)對(duì)稱性:與首末兩端“等距離”的兩個(gè)二項(xiàng)式系數(shù)相等。
(2)增減性與最大值
當(dāng)時(shí),二項(xiàng)式系數(shù)是逐漸增大的;當(dāng)時(shí),二項(xiàng)式系數(shù)是逐漸減小的,
當(dāng)是偶數(shù)時(shí),中間一項(xiàng)的二項(xiàng)式
2、系數(shù)取得最大值;當(dāng)是奇數(shù)時(shí),中間的兩項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)相等,且同時(shí)取得最大值。
(3)的展開(kāi)式的各個(gè)二項(xiàng)式系數(shù)的和等于,即
(4)的展開(kāi)式中,奇數(shù)項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)的和等于偶數(shù)項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)的和,即
。
例題選講
例1.求展開(kāi)式中的常數(shù)項(xiàng)。
解:展開(kāi)式的通項(xiàng)為。令得
展開(kāi)式的常數(shù)項(xiàng)為。
注:若把上題改為“求展開(kāi)式中的有理項(xiàng)”,由
知為6的倍數(shù),又;
展開(kāi)式中的有理項(xiàng)為,,。
例2.在的展開(kāi)式中,所有奇數(shù)項(xiàng)之和等于1024,試求它的中間項(xiàng)。
解:展開(kāi)式中所有奇數(shù)項(xiàng)系數(shù)之和等于所有偶數(shù)項(xiàng)系數(shù)之和,即,,展開(kāi)式共有12項(xiàng),其中第6、7項(xiàng)為中間項(xiàng)。
例3.已知的展開(kāi)式中項(xiàng)的
3、系數(shù)與的展開(kāi)式中項(xiàng)的系數(shù)相等,求的值。
解:的展開(kāi)式中的通項(xiàng)為,,即項(xiàng)的系數(shù)為。
的展開(kāi)式中的通項(xiàng)為,,即項(xiàng)的系數(shù)為。
由,即,解之得中,舍去。 。
例4.在的展開(kāi)式中前三項(xiàng)的系數(shù)成等差數(shù)列,求展開(kāi)式中的有理項(xiàng)。
解:因?yàn)榍叭?xiàng)系數(shù)分別為1、、,它們成等差數(shù)列,所以。即解之得或。
當(dāng)時(shí),的展開(kāi)式中不含有理項(xiàng),所以不合,應(yīng)舍去。
當(dāng)時(shí),的展開(kāi)式的通項(xiàng)為
,應(yīng)是4的倍數(shù),
必須是4的倍數(shù),又,。
展開(kāi)式中各有理項(xiàng)為,,。
注:求二項(xiàng)展開(kāi)式中有關(guān)的系數(shù)、常數(shù)項(xiàng)、有理項(xiàng)等特殊項(xiàng)的問(wèn)題,可緊緊抓住二項(xiàng)展開(kāi)項(xiàng)的通項(xiàng),通過(guò)對(duì)通項(xiàng)的分析,去找到原問(wèn)題的解。
例5.求
4、中的系數(shù)。
解法一,原式
原題即轉(zhuǎn)化為求的展開(kāi)式中的的系數(shù),, 的系數(shù)為286。
解法二:項(xiàng)只存在于后四個(gè)項(xiàng)中,且都是四個(gè)展開(kāi)式的第10項(xiàng)。系數(shù)之和為
解法三:原式中的系數(shù)與式中的的系數(shù)相同,后者
所以展開(kāi)式中的的系數(shù)為
例6.求展開(kāi)式中的系數(shù)。
解:因?yàn)榈恼归_(kāi)式通項(xiàng)為,其中時(shí),系數(shù)為。
的展開(kāi)式通項(xiàng)為,其中時(shí)系數(shù)為。
的展開(kāi)式通項(xiàng)為,其中時(shí)系數(shù)為。
所以展開(kāi)式中的系數(shù)為。
例7.求展開(kāi)式中的系數(shù)。
解:原式 第三項(xiàng)起沒(méi)有的項(xiàng)。
所以的系數(shù)為。
注:求的展開(kāi)式中的系數(shù)。
原式 只有第3項(xiàng)有,其系數(shù)為
或者由原式
從四個(gè)因式中任取2個(gè)a,其余再?gòu)挠?/p>
5、下的兩個(gè)式子中任取1個(gè)b,最后一個(gè)因式中取1個(gè)c。得的系數(shù)為。
一般地,展開(kāi)式中的系數(shù)可表示為
例8.求的展開(kāi)式中的系數(shù)。
解法一、原式,其通項(xiàng)為,又的通項(xiàng)
令,可得或
當(dāng)時(shí),的系數(shù)為; 當(dāng)時(shí),的系數(shù)為;
所以符合條件的的系數(shù)為。
解法二、原式,其通項(xiàng)為
當(dāng)時(shí),的系數(shù)為; 當(dāng)時(shí),的系數(shù)為
所以展開(kāi)式中的系數(shù)為。
解法三、原式
出現(xiàn)有兩種情況,一種是三個(gè)因式均提供,另一種是一個(gè)提供,另兩個(gè)中有一個(gè)提供,一個(gè)提供,因而的系數(shù)為。
例9.求展開(kāi)式中的最大項(xiàng)。
解:展開(kāi)式中二項(xiàng)式系數(shù)最大的項(xiàng)是中間的項(xiàng),但雖然的第26項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)最大,但因其,但卻隨的增大而增大,因此
6、第26項(xiàng)不一定最大,但當(dāng)時(shí),的值顯然大于1,所以只要討論時(shí),小于1。
,
即展開(kāi)式中的最大項(xiàng)為。
例10.?dāng)?shù)的未尾連續(xù)的零的個(gè)數(shù)是 個(gè)。
解法一、因?yàn)?
令
同為M的未位數(shù)是0,N的未位數(shù)是6。所以的未尾連續(xù)零的個(gè)數(shù)是3個(gè)。
解法二、因?yàn)?,,?
,
當(dāng)時(shí),末尾有四個(gè)以上的0,所以,m為正整數(shù)。
所以的未尾有3個(gè)連續(xù)的零。
例11.在的展開(kāi)式中,求:
(1) 二項(xiàng)式系數(shù)最大的項(xiàng);
(2) 系數(shù)絕對(duì)值最大的項(xiàng);
(3) 系數(shù)最大的項(xiàng)
解:(1)二項(xiàng)式系數(shù)最大的項(xiàng)是
(2)設(shè)系數(shù)絕對(duì)值最大的項(xiàng)是第r+1項(xiàng),則
7、
即 得,
所以當(dāng)時(shí),系數(shù)絕對(duì)值最大的項(xiàng)為
(3)因系數(shù)為正的項(xiàng)為奇數(shù)項(xiàng),故可設(shè)第項(xiàng)系數(shù)最大,則
得
即系數(shù)最大。
例12.設(shè),求:
(1); (2)
解:(1)令得
令得
(2)令得①
令得②
由①+②得
例13.求除以100的余數(shù)
解法一:
觀察各項(xiàng),只有最后兩項(xiàng)不能被100 又
故知除以100的余數(shù)為81。
解法二:
顯然僅最后一項(xiàng)不能被100整除,以下轉(zhuǎn)化為求被100除的余數(shù)。
此式中僅最后兩項(xiàng)不能被100整除,而, 所求余數(shù)為81。
例14.證明:,
證明:當(dāng)時(shí),
當(dāng)時(shí),
又
8、
注:證明還可以有如下的證法:
例15、當(dāng),求證:
證明:因?yàn)?
其中
所以
鞏固與練習(xí)
一、 選擇題
1.二項(xiàng)式展開(kāi)式中的前三項(xiàng)系數(shù)成等差數(shù)列,則展開(kāi)式中的常數(shù)項(xiàng)是( )
A. B. C. D.
2.被4除所得的系數(shù)為( ?。?
A.0 B.1 C.2 D.3
3.,,展開(kāi)式按a的降冪排列后第二項(xiàng)不大于第三項(xiàng),則a的取值范圍是(
9、 )
A. B. C. D.
4.展開(kāi)式中各項(xiàng)系數(shù)之和為( )
A. B. C. D.
二、填空題
5.設(shè),則 ; ;
。
6.在的展開(kāi)式中,的系數(shù)是的系數(shù)與的系數(shù)的等差中項(xiàng),若實(shí)數(shù),則 。
7.被22除所得的余數(shù)為 。
8.已知展開(kāi)式中的余數(shù)是56,則實(shí)數(shù)的值是
10、 。
三、解答題
9.求展開(kāi)式中的系數(shù)。
10.已知,(1)若展開(kāi)式中第五項(xiàng)、第六項(xiàng)、第七項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)成等差數(shù)列,求展開(kāi)式中項(xiàng)式系數(shù)最大的項(xiàng)的系數(shù);(2)若展開(kāi)式中前三項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)之和等于79,求展開(kāi)式中系數(shù)最大的項(xiàng)。
11.設(shè),若其展開(kāi)式中關(guān)于x的一次項(xiàng)系數(shù)的和為11,試問(wèn)m、n為何值時(shí),含項(xiàng)的系數(shù)和最小,這個(gè)最小值是多少?
12.求展開(kāi)式中含x一次冪的項(xiàng)。
參考答案
1.D 2.A 3.D 4.B
5.;;;
6.
7.1
8.或
9.
10.(1)當(dāng)時(shí),第五項(xiàng)系數(shù)為和第五項(xiàng)系數(shù);當(dāng)時(shí),第8項(xiàng)系數(shù)為3432
(2)
11.當(dāng)或時(shí),取最小值為30。
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