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文档介绍
【数学】2020届江苏一轮复习通用版20-2二项式定理作业
20.2 二项式定理 挖命题 【考情探究】 考点 内容解读 5年考情 预测热度 考题示例 考向 关联考点 二项式定理 二项式定理展开式及其运用 ★★★ 分析解读 二项式定理、组合数求和及其性质一直是江苏卷附加题的热点和难点,该知识还与计数原理、复合函数的导数、数学归纳法以及概率、期望综合在一起考查,难度较大. 破考点 【考点集训】 考点 二项式定理 1.x2-2x35展开式中的常数项为 . 答案 40 2.设常数a∈R,若x2+ax5的二项展开式中x7项的系数为-10,则a= . 答案 -2 3.若x+1xn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1x2的系数为 . 答案 56 4.在二项式x+3xn的展开式中,各项系数之和为M,各项二项式系数之和为N,且M+N=72,则展开式中的常数项为 . 答案 9 5.设a∈N,且0≤a<13,若512 012+a能被13整除,则a等于 . 答案 12 6.在x+124xn的展开式中,前三项的系数成等差数列,求: (1)展开式中含x的一次项; (2)展开式中的有理项. 解析 (1)二项展开式的通项为 Tr+1=Cnr(x)n-r124xr=Cnr12rx2n-3r4. 令r=0,1,2,得前三项系数为1,12Cn1,14Cn2, 因为前三项的系数成等差数列,所以有1+14Cn2=2×12Cn1,解得n=8. 所以含x的一次项为T5=358x. (2)由(1)知通项为Tr+1=C8r12rx16-3r4,r=0,1,2,…,8,若为有理项,则16-3r是4的倍数, 所以令r=0,4,8,得T1=x4,T5=358x,T9=1256x2. 7.求证:32n+2-8n-9能被64整除(n∈N*). 证明 ∵32n+2-8n-9=32·32n-8n-9 =9·9n-8n-9=9(8+1)n-8n-9 =9(Cn08n+Cn18n-1+…+Cnn-1·8+Cnn·1)-8n-9 =9(8n+Cn18n-1+…+Cnn-282)+9·8n+9-8n-9 =9×82(8n-2+Cn1·8n-3+…+Cnn-2)+64n =64[9(8n-2+Cn18n-3+…+Cnn-2)+n], ∴32n+2-8n-9能被64整除. 8.已知f(x)=(2+x)n,其中n∈N*. (1)若展开式中x3的系数为14,求n的值; (2)当x=3时,求证: f(x)必可表示成s+s-1(s∈N*)的形式. 解析 (1)由题意知二项展开式的通项为Tr+1=Cnr·2n-r·xr2. 令r2=3,得r=6,故x3项的系数为Cn6·2n-6=14,解得n=7. (2)由二项式定理可知 (2+3)n=Cn02n+Cn12n-1·3+Cn22n-2·(3)2+…+Cnr2n-r(3)r+…+Cnn(3)n =[Cn02n+Cn22n-2(3)2+…]+3(Cn12n-1+Cn32n-3·3+…). 令x=Cn02n+Cn22n-2(3)2+…,y=Cn12n-1+Cn32n-33+…, 显然x∈N*,y∈N*, 则(2+3)n=x+3y,(2-3)n=x-3y, 所以(2+3)n·(2-3)n=x2-3y2=1. 令s=x2,则必有s-1=x2-1=3y2. 从而f(x)必可表示成s+s-1的形式,其中s∈N*. 炼技法 【方法集训】 方法 组合恒等式的证明 1.(2018江苏宿迁中学月考)已知整数n≥4,集合M={1,2,3,…,n}的所有3个元素的子集记为A1,A2,…,ACn3. (1)当n=5时,求集合A1,A2,…,ACn3中所有元素之和; (2)记mi为Ai中的最小元素,设Pn=m1+m2+…+mCn3,试求Pn. 解析 (1)当n=5时,含元素1的子集有6个, 同理,含2,3,4,5的子集也各有6个, 于是所求元素之和为(1+2+3+4+5)×6=90. (2)由题设知,1≤mi≤n-2,mi∈Z, 并且以1为最小元素的子集有Cn-12个, 以2为最小元素的子集有Cn-22个, 以3为最小元素的子集有Cn-32, … 以n-2为最小元素的子集有C22个, 则Pn=m1+m2+…+mCn3 =1×Cn-12+2Cn-22+3Cn-32+…+(n-2)C22 =(n-2)C22+(n-3)C32+(n-4)C42+…+Cn-12 =C22+(n-3)(C22+C32)+(n-4)C42+…+Cn-12 =C22+(n-3)(C33+C32)+(n-4)C42+…+Cn-12 =C22+(n-3)C43+(n-4)C42+…+Cn-12 =C22+C43+(n-4)(C43+C42)+…+Cn-12 =C22+C43+(n-4)C53+(n-5)C52+…+Cn-12 =C44+C43+C53+…+Cn3=Cn+14. 2.(2019届江苏常熟中学月考)当n≥1,n∈N*时. (1)求证:Cn1+2Cn2x+3Cn3x2+…+(n-1)Cnn-1xn-2+nCnnxn-1=n(1+x)n-1; (2)求12Cn1+22Cn2+32Cn3+…+(n-1)2Cnn-1+n2Cnn的值. 解析 (1)证明:设f(x)=(1+x)n,则 (1+x)n=Cn0+Cn1x+Cn2x2+…+Cnn-1xn-1+Cnnxn,① ①式两边分别求导得 n(1+x)n-1=Cn1+2Cn2x+3Cn3x2+…+(n-1)Cnn-1xn-2+nCnnxn-1.② 即原命题得证. (2)②式两边同时乘x得 nx(1+x)n-1=Cn1x+2Cn2x2+3Cn3x3+…+(n-1)Cnn-1xn-1+nCnnxn.③ ③式两边分别求导得n(1+x)n-1+n(n-1)x(1+x)n-2=Cn1+22Cn2x+32Cn3x2+…+(n-1)2Cnn-1xn-2+n2Cnnxn-1.④ 在④式中令x=1,则 12Cn1+22Cn2+32Cn3+…+(n-1)2Cnn-1+n2Cnn =n·2n-1+n(n-1)2n-2 =2n-2(2n+n2-n) =2n-2·n(n+1). 3.(2017江苏常州期末)对一个量用两种方法分别算一次,由结果相同构造等式,这种方法称为“算两次”的思想方法.利用这种方法,结合二项式定理,可以得到很多有趣的组合恒等式. 例如,恒等式(1+x)2n=(1+x)n(1+x)n(n∈N*),左边xn的系数为C2nn; 而右边(1+x)n(1+x)n=(Cn0+Cn1x+…+Cnnxn)(Cn0+Cn1x+…+Cnnxn), xn的系数为Cn0Cnn+Cn1Cnn-1+…+CnnCn0=(Cn0)2+(Cn1)2+…+(Cnn)2, 因此,可得到组合恒等式C2nn=(Cn0)2+(Cn1)2+…+(Cnn)2. (1)根据恒等式(1+x)m+n=(1+x)m(1+x)n(m,n∈N*)两边xk(其中k∈N,k≤m,k≤n)的系数相同,直接写出一个恒等式; (2)利用算两次的思想方法或其他方法证明: ∑k=0n2Cn2k·2n-2k·C2kk=C2nn,其中n2是指不超过n2的最大整数. 解析 (1)Cm0Cnk+Cm1Cnk-1+…+CmkCn0=Cm+nk. (2)证明:等式2+x+1xn=(x+1)2nxn, 2+x+1xn=∑r=0nCnr·2n-rx+1xr =∑r=0nCnr·2n-r∑k=0rCrkxr-k1xk, 当且仅当r=2k时,xr-k1xk为常数,即等式左边的常数项为∑k=0n2Cn2k·2n-2k·C2kk,而等式右边的常数项为C2nn,所以∑k=0n2Cn2k·2n-2k·C2kk=C2nn成立. 过专题 【五年高考】 统一命题、省(区、市)卷题组 考点 二项式定理 1.(2017课标全国Ⅰ理改编,6,5分)1+1x2(1+x)6展开式中x2的系数为 . 答案 30 2.(2017课标全国Ⅲ理改编,4,5分)(x+y)(2x-y)5的展开式中x3y3的系数为 . 答案 40 3.(2017山东理,11,5分)已知(1+3x)n的展开式中含有x2项的系数是54,则n= . 答案 4 4.(2017浙江,13,6分)已知多项式(x+1)3(x+2)2=x5+a1x4+a2x3+a3x2+a4x+a5,则a4= ,a5= . 答案 16;4 5.(2016天津理,10,5分)x2-1x8的展开式中x7的系数为 .(用数字作答) 答案 -56 6.(2015课标Ⅰ改编,10,5分)(x2+x+y)5的展开式中,x5y2的系数为 . 答案 30 7.(2015重庆,12,5分)x3+12x5的展开式中x8的系数是 (用数字作答). 答案 52 8.(2015陕西改编,4,5分)二项式(x+1)n(n∈N+)的展开式中x2的系数为15,则n= . 答案 6 9.(2015湖北改编,3,5分)已知(1+x)n的展开式中第4项与第8项的两项式系数相等,则奇数项的二项式系数和为 . 答案 29 10.(2014浙江改编,5,5分)在(1+x)6(1+y)4的展开式中,记xmyn项的系数为f(m,n),则f(3,0)+f(2,1)+f(1,2)+f(0,3)= . 答案 120 11.(2014大纲全国,13,5分)xy-yx8的展开式中x2y2的系数为 .(用数字作答) 答案 70 12.(2014安徽,13,5分)设a≠0,n是大于1的自然数,1+xan的展开式为a0+a1x+a2x2+…+anxn.若点Ai(i,ai)(i=0,1,2)的位置如图所示,则a= . 答案 3 13.(2014山东,14,5分)若ax2+bx6的展开式中x3项的系数为20,则a2+b2的最小值为 . 答案 2 C组 教师专用题组 1.(2016四川理改编,2,5分)设i为虚数单位,则(x+i)6的展开式中含x4的项为 . 答案 -15x4 2.(2015北京,9,5分)在(2+x)5的展开式中,x3的系数为 .(用数字作答) 答案 40 3.(2015安徽,11,5分)x3+1x7的展开式中x5的系数是 .(用数字填写答案) 答案 35 4.(2015广东,9,5分)在(x-1)4的展开式中,x的系数为 . 答案 6 5.(2015湖南改编,6,5分)已知x-ax5的展开式中含x32的项的系数为30,则a= . 答案 -6 6.(2015四川,11,5分)在(2x-1)5的展开式中,含x2的项的系数是 (用数字填写答案). 答案 -40 7.(2013天津理,10,5分)x-1x6的二项展开式中的常数项为 . 答案 15 8.(2014课标Ⅱ,13,5分)(x+a)10的展开式中,x7的系数为15,则a= .(用数字填写答案) 答案 12 【三年模拟】 解答题(共80分) 1.(2017江苏淮安清江中学月考)在2x-1x10的展开式中,求: (1)二项式系数最大的项; (2)系数的绝对值最大的项. 解析 (1)由二项式系数的性质知, 2x-1x10的展开式中第6项的二项式系数最大, 即C105=252,∴二项式系数最大的项为T6=C105(2x)5-1x5=-8 064. (2)设第k+1项的系数的绝对值最大, ∴Tk+1=C10k·(2x)10-k·-1xk =(-1)kC10k·210-k·x10-2k, ∴C10k·210-k≥C10k-1·210-k+1,C10k·210-k≥C10k+1·210-k-1, 得C10k≥2C10k-1,2C10k≥C10k+1,即11-k≥2k,2(k+1)≥10-k, 解得83≤k≤113, ∵k∈Z,∴k=3.故系数的绝对值最大的项是第4项, T4=-C103·27·x4=-15 360x4. 2.(2018江苏无锡辅仁中学月考)设数列{an}是等比数列,a1=C2m+33m·Am-21,公比q是x+16x24的展开式中的第二项(按x的降幂排列). (1)求m的值,并用n,x表示数列{an}的前n项和Sn; (2)若An=Cn1S1+Cn2S2+…+CnnSn,用n,x表示An(表示为最简形式). 解析 (1)∵a1=C2m+33m·Am-21, ∴2m+3≥3m,m-2≥1, ∴m=3,∴a1=1, ∴T2=C42x4-116x2=x, ∴an=xn-1,∴Sn=n,x=1,1-xn1-x,x≠1. (2)当x=1时,Sn=n,An=Cn1+2Cn2+3Cn3+…+nCnn, ∴An=nCnn+(n-1)Cnn-1+(n-2)Cnn-2+…+Cn1+0Cn0, ∴2An=n(Cn0+Cn1+Cn2+…+Cnn)=n·2n,∴An=n·2n-1, 当x≠1时,Sn=1-xn1-x, An=1-x1-xCn1+1-x21-xCn2+…+1-xn1-xCnn =11-x[(Cn1+Cn2+…+Cnn)-(xCn1+x2Cn2+…+xnCnn)] =11-x[2n-(1+x)n], ∴An=n·2n-1,x=1,2n-(1+x)n1-x,x≠1. 3.(2018江苏仪征中学月考)从函数角度看,组合数Cnr可看成是以r为自变量的函数f(r),其定义域是{r|r∈N,r≤n}. (1)证明: f(r)=n-r+1rf(r-1); (2)利用(1)的结论,证明:当n为偶数时,(a+b)n的展开式中最中间一项的二项式系数最大. 证明 (1)因为f(r)=Cnr=n!r!(n-r)!, 又因为f(r-1)=Cnr-1=n!(r-1)!(n-r+1)!, 所以n-r+1rf(r-1)=n-r+1r·n!(r-1)!(n-r+1)!=n!r!(n-r)!. 即f(r)=n-r+1rf(r-1). (2)设n=2k,k∈N. 因为f(r)=n-r+1rf(r-1), f(r-1)>0,所以f(r)f(r-1)=2k-r+1r. 令f(r)≥f(r-1),所以2k-r+1r≥1. 故r≤k+12,等号不成立. 所以r=1,2,…,k时, f(r)>f(r-1)恒成立. 同理,当r=k+1,k+2,…,2k,k∈N时, f(r)查看更多