最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
课题:二项式定理通项公式的应用
教 学 目 的
1.加深对二项式定理通项公式的认识,熟练地运用通项公式求指定项或有关系数.
2.通过对例题的分析、讨论,解答,进一步培养学生抽象思维和分析问题的能力,以及运算能力.
3.进一步渗透转化及方程(组)的数学思想方法.
教学重点难点
重点:认识通项公式中字母的含义.
难点:熟练地运用通项公式.
教 学 模 式
讲练结合
教学过程
教学方法
引入
请同学们回忆表示二项式定理的公式:
(a十b)n=C0 an十C1 an-1十...十an-rbr十...十Cn bn
师:其中n是任意自然数,右边的多项式称为(a+b)n的二项展开式,系数(r=0,l,...,n)是一组仅与二项式的次数n有关的n十1个组合数,而与a、b无关,因此称为二项式系数
而(a十b)n的展开式中指定项系数与a、b是有联系的.例如:(1十x)n的展开式第r十1项的系数为,而(1十2x)n的展开式第r十l项的系数为2r,(2十x)n的展开式第r十1项的系数为.
概念分析
二项展开式的通项Tr+1=, (r=0,l,2,...,n)是(a十b)n展开式的第r十l项,而不是第r项.其中还要注意下面两点:
第一点是a、b的位置不能颠倒,即(b十a)n的展开式第r十1项,不是,而应为;
第二点是(a一b)n的展开式第r十1项为=(-1)r.
例题讲解
【例1】求的展开式的第4项的二项式系数,并求第四项系数。
解:T4=T3+1==-
所以第4项系数为-,二项式系数为20。
注:二项展开式项的系数与二项式系数是两个不同的概念,这两个系数的数值一般情况下是不相等的,一定要区分所求是哪一种系数.
由于二项式中的两项可以交换位置,但(b+a)n与(a+b)n的对应项一般是不相同的,所以更多的题型是求一些指定的、具有某些性质的项.
【例2】求(一)15的展开式中常数项.
分析 (一)15的展开式中的常数项,就是展开式中x的指数为零的项.
解 设(一)15展开式中常数项为第r十1项,
则Tr+1==,令 解得r=6,从而可知不含x的项是展开式中的第7项。
所以展开式中常数项为T7=(一1)6=5005.
评注 根据已知条件求二项展开式中特定的项的问题,往往先根据己知条件或通项公式,把问题转化为求方程的解,最后再代人通项公式求出问题的解。
【例3】求 (x2十3x十2)5的展开式中x的系数。
解法一 因为(x2十3x十2)5=[(x2十3x)十2]5=(x2十3x)5十十十十十,
所以的系数为=240.
解法二 由于(x2十3x十2)5=[x十1](x十2)]5=(x十1)5.(x十2)5,
又(x+1)5的展
开式通项为Tr+1=,
(x十2)5的展开式通项为TK+1= ,令或
所求展开式中f的系数为=240,
解法三 因为(x2十3x十2)5=(x2十3x十2)(x2十3x十2)(x2十3x十2)(x2十3x十2)(x2十3x十2)
所以(x2十3x十2)5 展开式的各项是由五个因式中各选一项相乘后得到的,那么它的一次项只能从五个因式中的一个取-次项3x,另四个因式中取常数项2相乘得到,即3x·24=240x 所以x的系数为240.
变式:求(1+x+x2)(1-x)10的展开式中,x4的系数。(135)
【例4】在的展开式中,已知前三项的系数成等差数列,问这个展开式中是否存在常数项?如果有,求出常数项,如果没有,求出展开式的中间项。
分析:可以设第r+1项为常数项,令x的指数得零,求出r就行了.因为二项式的指数n没有给出来,只能运用方程的思想,找关于n的方程,由已知二项展开式前三项系数成等差数列,转化成代数形式就是关于n的方程,由这个方程应该能求出n.这样就转化为例2的类型了
解:二项展开式中,,
由已知,2·=,解得=8或=-1(舍去)
设展开式中第r+1项为常数项,则
,令0,得=不是整数,故二项展开式中不存在常数项。由=8知中间项为第5项,所以第5项为。
当二项式给定后,通项公式中含有Tr+1,n,r三个量,一般是已知n,r求Tr+1(或其系数).当n未知时,运用方程思想,找出关于n的方程,从而求出n,将问题转化.
课堂小结
通过本节课的例题与习题,可以看到,二项展开式通项公式反映了项、项数、系数、指数等数量关系,因而通项公式是解决二项展开式有关项的问题的关键.在解决这类问题时,必须注意n,r的取值范围及大小关系.要注意体会方程的思想和转化思想的运用.
课题:二项式定理通项公式的应用
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最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利