求解三项展开式系数问题的几种思路
2022-03-09朱兵
朱兵
三项展开式系数问题侧重于考查二项式定理、组合数定义的应用,且解答此类问题过程中的计算量较大.本文将结合几个例题介绍求解三项展开式系数问题的几种思路.
一、采用分组法
分组法是指将三项式进行适当的拆分,把题中给出的三项式分为两组,两次运用二项式定理将三项式展开,即可求得各项的系数.在分组时,可将前两项并为一组,也可将后两项并为一组.
例1.求(x+ -3)6的展开式中 x2的系数.
首先利用加法的结合律,将(x+ -3)6分为两个部分;然后运用二项式定理得出第一个通项公式;再求该二项式的通项公式;最后通过合并同类项、加法运算,就可以得到三项展开式中 x2的系数.
二、利用组合的定义
一般地,(ax + by + cz)可看作 n 个三项式ax + byn +cz 相乘,那么展开式中的每一项由 d 个 ax、e 个 by、f个 cz 的乘积构成,其中 e + d +f= n,即从 n 个三项式中选取 d 个 ax、e 个 by、f个 cz,则展开式中 xm 的系数为 C n(d)?Cn(e)- d ?Cn(f)- d - e adbecf.在解题时,需根据组合数的定义求得展开式的系数,然后通过运算求得问题的答案.
例2.求(x -1+ )5的展开式中含有 x 的项.
运用组合数的定义解题,需要明确要求的项或项 的系数,然后一一列举出所有可能的情况,最后再相 加,即可得出需要求的项及其系数.
三、赋值
有些三项式较为复杂,此时可先将三项式进行适 当的变形;再代入具体的数字,对表达式进行赋值;最 后通过加减运算,即可解题.但要注意,运用此種方法, 一定要选取合适的数值进行赋值,以便于计算.
例 3 .已知 (1 + x - 2x ) 2 5 = a10 x 10 + a9 x 9 +…+ a2 x 2 + a1x + a0,其中 a10,a9,…,a2,a1,a0 均为实数,(1)求∑n = 1 10 an 的值;(2)求∑n = 1 10 nan 的值.
解答本题主要运用了赋值法,分别令 x = 1、0,消 去展开式中的变量x,得到两个关于 a10,a9,…,a2,a1,a0 的方程组,再通过整体变换求得问题的答案.
相比较而言,第一个途径比较常用,但解题过程 中的运算量较大,第二种途径较为复杂,第三种途径 较为简单,但适用范围较窄.
(作者单位:江苏省徐州经济技术开发区高级中学)