教学目标:
知识与技能:掌握二项式系数的四个性质。
过程与方法:培养观察发现,抽象概括及分析解决问题的能力。
情感、态度与价值观:要启发学生认真分析书本图1-5-1提供的信息,从特殊到一般,归纳猜想,合情推理得到二项式系数的性质再给出严格的证明。
教学重点:如何灵活运用展开式、通项公式、二项式系数的性质解题
教学难点:如何灵活运用展开式、通项公式、二项式系数的性质解题
授课类型:新授课
课时安排:2课时
教 具:多媒体、实物投影仪
教学过程:
一、复习引入:
1.二项式定理及其特例:
(1),
(2).
2.二项展开式的通项公式:
3.求常数项、有理项和系数最大的项时,要根据通项公式讨论对的限制;求有理项时要注意到指数及项数的整数性
二、讲解新课:
1二项式系数表(杨辉三角)
展开式的二项式系数,当依次取…时,二项式系数表,表中每行两端都是,除以外的每一个数都等于它肩上两个数的和
2.二项式系数的性质:
展开式的二项式系数是,,,…,.可以看成以为自变量的函数
定义域是,例当时,其图象是个孤立的点(如图)
(1)对称性.与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等(∵).
直线是图象的对称轴.
(2)增减性与最大值.∵,
∴相对于的增减情况由决定,,
当时,二项式系数逐渐增大.由对称性知它的后半部分是逐渐减小的,且在中间取得最大值;
当是偶数时,中间一项取得最大值;当是奇数时,中间两项,取得最大值.
(3)各二项式系数和:
∵,
令,则
三、讲解范例:
例1.在的展开式中,奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和
证明:在展开式中,令,则,
即,
∴,
即在的展开式中,奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和.
说明:由性质(3)及例1知.
例2.已知,求:
(1); (2); (3).
解:(1)当时,,展开式右边为
∴,
当时,,∴,
(2)令, ①
令, ②
①② 得:,∴ .
(3)由展开式知:均为负,均为正,
∴由(2)中①+② 得:,
∴ ,
∴
例3.求(1+x)+(1+x)2+…+(1+x)10展开式中x3的系数
解:
=,
∴原式中实为这分子中的,则所求系数为
例4.在(x2+3x+2)5的展开式中,求x的系数
解:∵
∴在(x+1)5展开式中,常数项为1,含x的项为,
在(2+x)5展开式中,常数项为25=32,含x的项为
∴展开式中含x的项为 ,
∴此展开式中x的系数为240
例5.已知的展开式中,第五项与第三项的二项式系数之比为14;3,求展开式的常数项
解:依题意
∴3n(n-1)(n-2)(n-3)/4!=4n(n-1)/2!n=10
设第r+1项为常数项,又
令,
此所求常数项为180
例6. 设,
当时,求的值
解:令得:
,
∴,
点评:对于,令即可得各项系数的和的值;令即,可得奇数项系数和与偶数项和的关系
例7.求证:.
证(法一)倒序相加:设 ①
又∵ ②
∵,∴,
由①+②得:,
∴,即.
(法二):左边各组合数的通项为
,
∴ .
例8.在的展开式中,求:
①二项式系数的和;
②各项系数的和;
③奇数项的二项式系数和与偶数项的二项式系数和;
④奇数项系数和与偶数项系数和;
⑤的奇次项系数和与的偶次项系数和.
分析:因为二项式系数特指组合数,故在①,③中只需求组合数的和,而与二项式中的系数无关.
解:设(*),
各项系数和即为,奇数项系数和为,偶数项系数和为,的奇次项系数和为,的偶次项系数和.
由于(*)是恒等式,故可用“赋值法”求出相关的系数和.
①二项式系数和为.
②令,各项系数和为.
③奇数项的二项式系数和为,
偶数项的二项式系数和为.
④设,
令,得到…(1),
令,(或,)得…(2)
(1)+(2)得,
∴奇数项的系数和为;
(1)-(2)得,
∴偶数项的系数和为.
⑤的奇次项系数和为;
的偶次项系数和为.
点评:要把“二项式系数的和”与“各项系数和”,“奇(偶)数项系数和与奇(偶)次项系数和”严格地区别开来,“赋值法”是求系数和的常规方法之一.
例9.已知的展开式的系数和比的展开式的系数和大992,求的展开式中:①二项式系数最大的项;②系数的绝对值最大的项.
解:由题意,解得.
①的展开式中第6项的二项式系数最大,
即.
②设第项的系数的绝对值最大,
则
∴,得,即
∴,∴,故系数的绝对值最大的是第4项
例10.已知:的展开式中,各项系数和比它的二项式系数和大.
(1)求展开式中二项式系数最大的项;(2)求展开式中系数最大的项
解:令,则展开式中各项系数和为,
又展开式中二项式系数和为,
∴,.
(1)∵,展开式共项,二项式系数最大的项为第三、四两项,
∴,,
(2)设展开式中第项系数最大,则,
∴,∴,
即展开式中第项系数最大,.
例11.已知,
求证:当为偶数时,能被整除
分析:由二项式定理的逆用化简,再把变形,化为含有因数的多项式
∵,
∴,∵为偶数,∴设(),
∴
() ,
当=时,显然能被整除,
当时,()式能被整除,
所以,当为偶数时,能被整除
三、课堂练习:
1.展开式中的系数为 ,各项系数之和为 .
2.多项式()的展开式中,的系数为
3.若二项式()的展开式中含有常数项,则的最小值为( )
A.4 B.5 C.6 D.8
4.某企业欲实现在今后10年内年产值翻一番的目标,那么该企业年产值的年平均增长率最低应 ( )
A.低于5% B.在5%~6%之间
C.在6%~8%之间 D.在8%以上
5.在的展开式中,奇数项之和为,偶数项之和为,则等于( )
A.0 B. C. D.
6.求和:.
7.求证:当且时,.
8.求的展开式中系数最大的项
答案:1. 45, 0 2. 0 .提示:
3. B 4. C 5. D 6.
7. (略) 8.
四、小结 :二项式定理体现了二项式的正整数幂的展开式的指数、项数、二项式系数等方面的内在联系,涉及到二项展开式中的项和系数的综合问题,只需运用通项公式和二项式系数的性质对条件进行逐个节破,对于与组合数有关的和的问题,赋值法是常用且重要的方法,同时注意二项式定理的逆用
五、课后作业:P36 习题1.3A组5. 6. 7.8 B组1. 2
1.已知展开式中的各项系数的和等于的展开式的常数项,而 展开式的系数的最大的项等于,求的值
答案:
2.设
求:① ②.
答案:①; ②
3.求值:.
答案:
4.设,试求的展开式中:
(1)所有项的系数和;
(2)所有偶次项的系数和及所有奇次项的系数和
答案:(1);
(2)所有偶次项的系数和为;
所有奇次项的系数和为
六、板书设计(略)
七、教学反思:
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