二項展開式

二項展開式

二項展開式是依據二項式定理對(a+b)進行展開得到的式子,由艾薩克·牛頓於1664-1665年間提出。二項展開式是高考的一個重要考點。在二項式展開式中,二項式係數是一些特殊的組合數,與術語“係數”是有區別的。二項式係數最大的項是中間項,而係數最大的項卻不一定是中間項。

基本信息

二項式定理

二項展開式 二項展開式
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其中, ,又有 等記法,稱為二項式係數,此係數亦可表示為楊輝三角形。等式的右邊 即為 的展開式,稱為二項展開式。

理解

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將 看成 個 相乘,從每個括弧中取一項 (非 即 ) 相乘的所有單項式合併同類項得到的,按取 的個數分為 類 ,不取 的是 ,取 1 個 的是 ,..., 取 個 的是 ,...,取 個 的是

注意:

(1)選取性,二項式的兩項怎樣選取 (各取幾個) 才能構成所求的項;

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(2)有序性, 的展 開式第 項是取 個 (同時取 個 ), 這裡的 和 不能互換

(3)項 、項的係數與二項式係數的區別

二項展開式 二項展開式

某項要把這一項全部寫出來;某項的係數只寫這一項的係數,不帶字母 (即把每個字母當作數 1) ;某項的二項式係數就是相應的組合數

性質

(1)項數:n+1項

二項展開式 二項展開式

(2)第k+1項的二項式係數是

(3)在二項展開式中,與首末兩端等距離的兩項的二項式係數相等。

(4)如果二項式的冪指數是偶數,中間的一項的二項式係數最大。如果二項式的冪指數是奇數,中間兩項的的二項式係數最大,並且相等。

二項展開式 二項展開式
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(5)二項式通項:,是第項

證明

這裡,採用數學歸納法對二項式定理進行證明

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當 ,

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假設二項展開式在 時成立,設 ,則:

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(取出 的項)

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(設 )

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( 取出 項)

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(兩者相加)

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(套用帕斯卡法則)

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等式也成立

結論:對於任意自然數n,等式均成立。

例題

某項的係數

求二項展開式的某項或某項的係數是高考數學的一個基本知識點,每年的高考題都有一定的題出現。

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例1. 求 的展開式中 的係數

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解: 要取2個,故 的係數是

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例2. 求 的展開式中 的係數

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解: 要取4個,故的係數是

係數最值項

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例. 求展開式中係數最大項和最小項

解:

二項展開式 二項展開式

通項=

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通項的係數=

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設係數 最大,則

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解得: ,因為,所以,故係數最大項為和

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由於最大項在中間取得,所以最小項在兩端,計算得:,故係數最小項為

指定項

求二項展開式中的指定項,一般是利用通項公式進行。

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例. 展開式中的常數項

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解:展開式的通項=,令 ,解得

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故常數項為:

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