1.4二项式定理(训练题解析)

 

1.4 二项式定理

123451、计算C11 ?C11?C11?C11?C11

解析:可利用组合数的计算公式逐个计算,或注意到

65748392101,考虑运用二项式系数的性质。 C11?C11,C11?C11,C11?C11,C11?C11,C11?C11

101011231111?C11?C11?C11???C11)?(C11?C11)??211?1?1023

解:原式=(C11222

2、已知(??1

?

奇数项的二项式系数的和小于120求第一个展开式中的第三项, 解:(a?b)2n展开式中奇数项的二项式系数的和为22n?1,(?偶数项的二项式系数的和为2n?1。

依题意,有2n?1=22n?1,-120,

即(2n)2?2n?240?0

解得2n?16或2n??15(舍去),?n?4

2于是,第一个展开式中第三项为T3?C4()2()n的展开式中奇数项的二项式系数的和比(a?b)2n的展开式中1)n展开式中1

)?6

1??3、求?a?2?1?展开式中的常数项。 a??

解析:由于已知的式子不是二项式,且幂指数比较大,利用多项式的乘方展开比较麻烦,故我们考虑将已知的式子转化,然后利用二项式定理的有关知识求解。

??11???? 解:??a?2?1???1??a?2??可看作二项式,则其通项式为:aa??????101010

1??kTk?1?C10??a?2?(其中k?0,1,2?,9,10)。 a??

1?? 要求原式的常数项,则需要求?a?2?的展开式中的常数项。 a??

?Tr?1?Ckr?ak?r?a?2r?Ckr?ak?3r(其中r?0,1,2,?,k)。由题意,令k?3r?0,则k?3r,即k是3的倍数,所以k?0,3,6,9。

0?1。 当k?0时,C10kk

01 当k?3时,r?1,C10?C3?360。

62 当k?6时,r?2,C10?C6?3150。

93 当k?9时,r?3,C10?C9?840。

所以原式的展开式中的常数项是:

916293 C10?C3?C10?C6?C10?C9?4351。

0n?12n?3n?10n?14、设n为正整数,化简Cn4?Cn4???Cn4?Cn4。

0n?10n4不符合二项展开式的第一项Cna的形式,可以 解析:式子中的第一项Cn

考虑对式子中的每一项乘以4.又由于“1的任何次方都等于1”。可给每一项分别乘以1的若干c次方,两步进行完后可配凑成二项展开形式,逆用二项式定理进行化简。

解:

0n?11n?22n?3n?10nn?1Cn4?Cn4?Cn4???Cn4?Cn4?1

4

?C40nn?C41

nn?1?C42

nn?2???Cn?1

n4?Cn

n?15n2??4?1??。

44

5、已知(1?2??3?2)7?a0?a1??a2?2???a13?13?a14?14

(1)求a0?a1?a2???a14;(2)求a1?a2?a5???a13

解:(1)令??1,则a0?a1?a2???a14?27?128,? (2)令???1,则a1?a2?a5???a13?a14?67? ?-?得2(a1?a3???a13)?27?67??2790808

?a1?a3?a5???a13??139904

6、(1)求1.00355精确到0.001的近似值。

(2)求1.9975精确到0.001的近似值; 解:(1)1.00355=(1?0.0035)5?1?5?0.0035?1.0175?1.018

125(2)1.9975?(2??0.003)5?25?C5?0.003?24?C5?0.0032?23??C5?0.0035

?32?0.24?0.00072?31.760

7、(1)试求1995除以8的余数;

(2)求证32n?2-8n-9(n?N)能被64整除。

解:(1)1995=(8?249+3)

1010*1010。 ?其展开式中末项为3外,其余的各项均含有8这个因数,

?199105除以8的余数与3除以8的余数相同。

103=9=?8?1?展开式中 除末项为1外,其余的各项均有8的 因数 , 1055

?3除以8的余数为1,即1995除以8的余数也为1.

(2) 101032n?2-8n-9

n?1 =?8?1?

0-8n-9 +Cn?18+…+cn?1-8n-9 1nn?12 =Cn?18 =cn?18

=cn?180n?11nn?1n?1+cn?18+…+cn?18+(n+1)?8+1-8n-9 +cn?18+…+cn?18.

21nn?12n?1 该式每一项都含有8这个因数,故能被64整除.

2??8、利用二项式定理证明:???3?2?? 证明:欲证???3?

而?

n?1

n?1

<

2

(n?n?1

N

*

,且n≥3).

3??2

<成立,只需证??n?12

??

n?1

>

n?1

成立即可。 2

?3???2?

n?1

1111012n?1

=(1?)n?1=cn?1+cn?1?+cn?1?()2+…+cn?1?()n?1

2222

=1+

n?111n?12

+cn?1?()2+…+()n?1>. 2222

?原不等式成立

9、求(??2y?z)5展开式中的?2y2z项的系数。

【解】?2y2z是从(??2y?z)5的五个因式中,取出两个因式中的?,再从其余的三个因式中,取出两个因式中的y,最后从剩下的一个因式中取z,则有2212222C5?C3?C1??2?(?2y)2?z?4C5C3?yz.??2y2z项的系数为4C52C32?120

10、求(3??

1

)4的展开式。

【解】方法一:

14

(3??)=

?

0C4(3)4(

1

?

1

1

)0?C4(3)3?(

1

?

2

)?C4(3)2(

23

)?C(3)(4?

1

?

)3

4

C4(3?)0(

?

)4?81?2?108??54?

12

?

?

1

?

2

方法二:(3?

1

?

)?

4

(3??1)4

?

?

2

?

1

?

2

(81?4?108?3?54?2?12??1)

?81?2?108??54?

121

??2

11、若(1?2?)2009?a0?a1????a2009?2009(??R),则( )

A.2 B.0 C.-1 D.-2 [解析】令??

aa1a2

的值为?2???2009

2222009

1a2009a2009aaa1a2

,可得a0?1?2=0,所以=?a0 ???????22009220092222222

再令??0,可得a0?1,因而【答案】C

aa1a2

=—1.故选C. ?2???20092009

222

12、(1)(

?

y

?

y

?

)6的展开式中,?3的系数等于______.

(2)(??1)4的展开式中?2的系数为( )

A.4 B.6 C.10 D.20

(【解析】(1)

?

y

?

y

?

)的通项为Tr?1?C(

6

r

6

?

y

)

6?r

(?

y

)?C(?1)?

r

r6

r

36?r2

?y

3r?32

332

令6?r?3得r?2,r?3?0,故?3的系数为C6(?1)2?15

22

rr

(2)注意到(??1)4的展开式通项是Tr?1?C4??4?r?1r?C4??4?r,因此(??1)4得展

2

?6,故选B 开式中?2的系数是C4

【答案】B

13、若(??

1

?

)n展开式的二项式系数之和为64,则展开式的常数项为()

A.10 B.20 C.30D.120 【解析】?(??

1

?

)n展开式的二项式系数之和为

r6?r1r

2n,?2n?64,?n?6.?Tr?1?C6?()?C6r?6?2r

?

3由6?2r?0得r?3,?其常数项为T3?1?C6?20,故选B

【答案】B

14、已知(1???2)n的展开式中的倒数第三项的系数为45.

求:(1)含有?3的项;(2)系数最大的项。

2n?2【解】已知展开式中倒数第三项的系数为45,则Cn?45,所以?45即Cnn2?n?90?0,解得n??9(不合题意)或n?10

(1)求(1???2)10展开式中含?3的项

?1

410?r23r10?r2r??43由通项Tr?1?C(?)(?)?C?得

10?r2r???3,?30?3r?8r?36,11r?66,?r?6 43

6故含有?3的项是第7项T7?C10?3?210?3 r10r10

(2)?(1???2)10的展开式共有11项,系数最大的项是16项。

?1

452352512?T6?C(?)?(?)?252?

15、(1)如图1-4-2所示,在有二项式系数构成的杨辉三角形中,第_______行中从左至右第14个数与第15个数的比为2:3

(2)(??1)14的展开式中系数最大的项是第_____项。 510

【解析】(1)设第n行中从左至右的第14个数与第15个

第0行 1

第1行1 1

第2行 1 2 1

第3行 1 3 3 1

第4行 1 4 4 4 1

第5行1 5 10 10 5 1

… …

13Cn142数之比为2:3,即14??,解得n?34 Cnn?133

(2)由二项式系数的性质可知(??1)14的展开式中第8项的二项式系数最大,但

7该项的系数为?C14因此,(??1)14的展开式中系数最大的项是第7项和第9项,

故应填7、9

【答案】(1)34 (2)7、9

16、(1??)6(1?1

?)10

展开式中的常数项为( )

A. 1 B.46 C.4245 D.4246

【解析】(1??)的展开式有7项,通项为Tr?1?C(?)?C?(r?0,1,2,?,6);

110

(1?)的展开式有11项,通项为

6

r6

r

r6

r3

Ts?1?C(

r6

r3

s10

1

s10

)?C?(s?0,1,2,?,10),?(1?3?)6(1?

?s4

s10

?

s4

1

通)10的展开式有77项,

项为C?C??CC?

r

6s10

4r?3s12

由4r?3s?0得

r?0 s?0

r

?

3r?6

r?6

s?8

s?4

003468

故常数项为C6C10?C6C10?C6?C10?1?4200?45?4246故选D.

【答案】D.

17、求(?3?

1

?3

1

?

3

?

3

?3?)3的展开式

3

?1?1【解】(?3?3??3?)3??(??)3??(??)9

?)?????1111818

?x9?C9x??C92x6?()3???C9x?()?9

xxxx?x9?9x7?36x5?84x3???

91

? x7x9

11)n的展开式中,第9项为常数项,求: 18、已知在(?2?2(1)n的值;

(2)含x的整数次幂的项的个数。

2n?k11k1k【解】已知二项展开式的通项Tk?1?Cn(?2)n?k?(?)?(?1)k()n?kCn?2. 22?k5

5(1) 因为第9项为常数项,即当k=8时,2n?k?0,解得n=10. 2

540?5k(2) 要使2n?k?为整数,只需K为偶数,由于K=0,1,2,3,…,9,10,故22

符号要求的有6项,分别为展开式的第1,3,5,7,9,11项.

19、有二项式(3??210). 3?(1)求展开式第4项的二项式系数;

(2)求展开式第4项的系数。

(3)求第4项.

【解】(3?2102r)的展开式的通项是Tr?1C10(3)10?r?(?)r(r?0,1,…,10). 3?3?

r(1)展开式的第4项的二项式系数为C10?120.

23(2)展开第4项的系数为C10?37?(?)3??77760. 3

()7?(3)展开第4项的为:?777601??. 3?

20、 (1?x)2?(1?x)5的展开式中x3的系数是.【解析 】 变换→部分展开→确定系数,或利用双通项来求解。

解法一:(1?x)2?(1?x)5?(1?x2)2(1?x)3?(1?2x2?x4)?(1?3x?3x2?x3),?x3的系数为1?(?1)?(?2)?(?3)?5.

r解法二:?(1?x)的通项:Tr?1?C2?xr

k(1?x)5的通项:Tk?1?(?1)k?C5?xk rk?(1?x)2?(1?x)5的通项:(?1)k?C2?C5?xk?r(其中

r??0,1,2?,k??0,1,2,3,4,5?)。令k?r?3

k?1 ?2

或 k?3 r?2

故r?1 r?0 ?3的系数为?C5?C2?C5?C5?5.故填5 1123

【答案】5

21、化简下例各式: (1)1?2Cn?4Cn?…+2

2

2

n

C

nn

;

(2)(x?1)5?5(x?1)4?10(x?1)3?10(x?1)2?5(x?1). 【解】(1)原式

=Cn?1n?20?Cn?1n?1?2?Cn?1n?2?22?…+Cn2n?3n.

1

3

4

5

1

2

n

5325

??(x?1)?(x?1)?(x?1)?(x?1)???(x?1)?1?1?x?1.

C5C5C5C5C5C5

5

5

22、求证:CnCn?????Cn

1

n?1

Cn?C2n.

nn?2

[解析 ] 观察等式右边的组合数的特征,联想二项式定理可知它是(1?x)2n的展

开式中xn?1的系数,这样问题就转化为等式左边也应该是(1?x)2n的展开式中xn?1的系数,而等式左边每一项的个因子又都是(1?x)n展开式中各项的系数,所以想到要将(1?x)2n转化为(1?x)n(1?x)n再分别展开。 【解】(1?x)2n的展开式中xn?1的系数为C2n.

又(1?x)2n?(1?x)n(1?x)n?(Cn?Cnx?…Cnxn)?(CnCn?…+Cnxn),则等式右边整理后xn?1的系数为

1

n?1

n0n?2n

CC

n

0n?1n

?CnCn?…+Cn

1n?2n?1

Cn?CnCn?CnCn?…+Cn

n

n?1

00112n?1

C

nn

.

?两种形式下的展开式中xn?1的系数应该相等, ?CnCn?CnCn?…+Cn

1

1

2

n?1

Cn?C2n.

23、设(2?3x)100?a0?a1x?a2x2?…+a100x100,求下列各式的值.

(1)a0;

(2)a1?a2a3?a4+…a100;

(3)a1?a3?a5?…+a99;

(4)(a0?a2?…+a100)2-(a1?a3?…+a99)2; (5)a0?a1?…a100.

【解】(1)令x?0则展开式为a0?2100

(2)令x?1可得a0?a1?a2??a100?(2?3)100,? ?a1?a2???a100?(3?)100?2100

(3)令x??1可得a0?a1?a2?a3???a100?(2?3)100 (2?)100?(2?3)100

与?联立想减得a1?a3???a99? 2

(4)原式=?(a0?a2???a100)?(a1?a3???a99?

?(a0?a2???a100)?(a1?a3???a99???(2?)(2?)?100?1100?1 r(5)?Tr?1?(?1)rC1002100?r(3)rxr,?a2k?1?0(k?N*) ?a0?a1?a2???a100?a0?a1?a2?a3???a100?(2?)100

124、已知(1??)5?a0?a1(??1)?a2(??1)2?a3(??1)3???a7(??1)7,求4

a1?2a2?3a3???7a7

【解析】由于所求的和式中,a1,a2,a3,?,a7的系数分别为1,2,3,…,7,联想到导数公式(?n)'?n?n?1,可知对二项展开式右端求导,即可产生新的系数a1,2a23a3,?,7a7

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