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二项式系数和各项系数之和区别(高中数学学习—二项式定理)

100次浏览     发布时间:2024-10-11 10:08:11    

1,何为二项式定理?

大家还记得初中的完全平方公式和完全立方公式吗?

像这种两个数相加或相减的n次方的展开公式我们统称为二项式定理。

2,二项式展开式

那么,除了二次与三次之外,次数继续增加后,展开式是个什么样呢?

大家还记得初中找规律题中常遇到的杨辉三角形吗?答案就在那里面。

1

1 1

1 2 1

1 3 3 1

1 4 6 4 1

1 5 10 10 5 1

1 6 15 20 15 6 1

·

·

·

首先,大家能找出其中的规律吗?

外层都是1,每层比上一层多一个数,中间的数是它肩上两个数的和。

而这每一层的数对应的就是两个数和的n次幂的展开式的每一项的系数。

我们刚才的完全平方公式对应的就是第3行,完全立方公式对应的就是第4行。

可是,如果问你两个数和的9次幂,你不能一直列到第10行吧,我们还是要找出其计算规律的。

而这些数的计算规律就和我们刚讲过去的组合有关。

大家可以发现,两个数的平方展开式3项对应的系数正好是

而两个数的立方展开式4项对应的系数正好是

由此,我们就可以总结出其系数的变化规律了。

再看前后两项次数的变化规律,a的次数从最大的n变小,每次-1,一直变为0;b的次数从最小的0变大,每次+1,一直变为最大n。

综合起来,我们就可以总结出二项式定理展开式的变化规律了:

并且我们也可以总结出其中各项的通项公式了:

3,二项式定理怎么考?

一般,二项式定理考填空题较多,考的就是其展开式的某一项。

考法大致有三种:

(1)普通的两项展开。

例1,若

展开式的常数项为60,则a的数值为?

这样的两项展开,做法就是分次数,把次数分为两个数相加的形式,然后一个给前一项当次数,另一个给后一项当次数,凑出要求的项来。

比如这道例题,需要的是常数项,也就是要让x消失。

所以,要把6分成4+2,其中4给前一项当次数,2给后一项当次数,这样两项相乘正好把x约没了。

再套用二项式定理的通项公式可得,常数项为

因此15a=60,解得a=4。

(2)两两相乘的展开。

例2,求

的展开式的常数项是?

像这种两两相乘的,我们先把次数低的那一边展开,再用次数低的展开的每一项去次数高的内寻找对应项,计算出我们需要的项。

这道题就是用前面的两项分别找出可以出现常数项的项。

前一项要去找它的倒数,也就是后面展开式中把5分成1+4,其中1分给前一项当次数,4分给后一项当次数的那一项。

而2本身就是常数项,所以要找后面展开式只有常数项的时候,也就是后面展开式中把5分成0+5,其中0分给前一项当次数,5分给后一项当次数的那一项。

所以,这道题的结果就是

(3)三项展开。

例3,求

的展开式中的常数项为?

像这样三项展开的,我们先把其中两项结合在一起当一项展开一次,然后再把这两项对应的展开一次,找出其中包含我们需要的结果的结合计算在一起即可。

至于先把哪两项结合在一起,其实都可以计算出最后结果,只是会根据题意有计算起来难易的差别,需要大家通过多做题去领悟。

4,二项式定理的二项式系数之和与各项系数之和的规律:

所谓的二项式系数之和就是指前面组合那部分的总和。

所谓的各项系数之和就是把每一项字母前的总系数相加之和。

其规律为:二项式系数之和就看有几项,有几项就是几的n次幂

比如,计算ax+by的n次幂,那么其二项式系数之和就是2的n次幂。

计算ax+by+cz的n次幂,那么其二项式系数之和就是3的n次幂。

各项系数之和就是把所有的字母全换成1计算出来的最终结果

比如:计算ax+by的n次幂,那么其各项系数之和就是a+b的n次幂。

计算ax+by+cz的n次幂,那么其各项系数之和就是a+b+c的n次幂。

5,二项式定理展开式奇偶数项的系数之和的规律:

二项式展开式的所有奇数项系数之和就是把所有字母换成1算出来的数值与把所有字母换成-1算出来的数值之和的一半

二项式展开式的所有偶数项系数之和就是把所有字母换成1算出来的数值与把所有字母换成-1算出来的数值之差的一半

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