求解二项式定理问题的几个“妙招”
2022-04-09任银
任银
二项式定理是高中数学的重要内容,也是高考的必考内容.二项式定理问题常以填空、选择题的形式出现,难度适中,要求同学们深刻理解并掌握二项式定理及其性质.下面,笔者结合例题,对解答二项式定理问题的三个“妙招”一一介绍.
一、巧用通项分析法
二项式展开式的通项公式 Tr+1 = Cn(r)an -rbr (0≤ r ≤n, r ∈ N)呈现了二项展开式的项数、系数、次数三者之间的变化规律,是二项式定理的核心.若已知二项式展开式的项数、系数、次数三者之一,就可以根据二项式展开式的通项公式求出其余的量.
例1 .已知 f(x)=(3 +3x2)5,求展开式中系数最大的项.
解:假设第r +1项的系数最大,
则 Tr ≤ Tr+1,Tr+1 ≥Tr +2,
可得î(ì)C(C) 解得 ≤ r ≤ ,
又因为 r ∈ N,所以 r =4,
故展开式中系数最大的项是 T4+ 1= C x3(3x2)4=
二項式展开式中项的系数是离散型变值,因此在系数均为正的前提下,只需比较相邻两项系数的大小即可.于是根据二项式展开式的通项公式建立不等式组,通过解不等式组求得r 的值,便可确定系数最大的项.
二、利用组合知识
我们知道,二项式(a +b)n 是由n 个因式 a +b 相乘得到的,因此可将二项式定理问题看作从 n 个元素 a +b 中选取 m 个a 和n -m 个b 的组合问题来求解.确定组合问题中的元素和选取方式便可得到相应的组合数,求得问题的答案.对于求二项式展开式中的某项、项的系数以及与二项式系数和有关的问题,都可以利用组合知识来求解.
例2.求在(a -2b -3c)10的展开式中含有 a3b4c3的项的系数.
解析:
利用组合知识解题时,需从每个因式中选取一项作乘法运算,且对每一项的字母及其前面的系数、符号需一起选取.
三、赋值
赋值法是指将某些满足题意的值赋给某个变量,并将其代入题设中进行求解.由于二项式与其展开式是恒等关系式,它对能够使变量有意义的任意值都成立,故赋值法是研究二项展开式系数的和的常用方法.
例3.已知(2x -1)5=a0x5+a1x4+ ∙∙∙+a4x +a5,求a0+a1+∙∙∙+ a5的值.
解:
我们需先根据二项式展开式的通项公式,明确相应系数的特征,再进行赋值.解答本题的关键是得到a0+a1+∙∙∙+ a5=a0-a1+a2-a3+a4-a5,从而令 x =-1,求得系数的和.
通过对上述三个“妙招”的阐释,同学们对二项式定理问题及其解法会有更加深入的了解,相信通过练习,并不断总结经验和教训,同学们能熟练掌握求解二项式定理问题的三种方法,并能灵活应对各类二项式定理问题.
(作者单位:江苏省盐城市大冈中学)