专题36 二项式定理(理科)(教师版).docx
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- 专题36 二项式定理理科教师版 专题 36 二项式 定理 理科 教师版
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1、专题36 二项式定理(理科)(核心考点精讲精练)1. 近几年真题考点分布 概率与统计近几年考情考题示例考点分析关联考点2022年全国乙(文科),第4题,5分茎叶图计算平均数、中位数、概率2022年全国乙(文科),第14题,5分计数原理、排列、组合与概率2022年全国乙(理科),第10题,5分互斥事件、独立事件求概率2022年全国乙(理科),第13题,5分计数原理、排列、组合与概率2022年全国乙(理科),第19题,12分2022年全国乙(文科),第19题,12分(1)求平均数;(2)求相关系数(3)估算样本量2022年全国甲(文科),第17题,12分(1)求概率;(2)独立性检验2022年全国
2、甲(文科),第6题,5分古典概型2022年全国甲(理科),第19题,12分(1)求概率;(2)离散型随机变量的分布列与数学期望2022年全国甲(理科),第15题,5分古典概型立体几何2022年全国甲(理科),第2题,5分2022年全国甲(文科),第2题,5分众数、平均数、中位数比较,求极差、方差、标准差2023年全国乙(文科),第9题,5分计数原理、排列、组合与概率2023年全国乙(理科),第5题,5分2023年全国乙(文科),第7题,5分几何概型圆环面积2023年全国乙(理科),第9题,5分计数原理与排列、组合2023年全国乙(理科),第17题,12分2023年全国乙(文科),第17题,12
3、分(1)求样本平均数,方差;(2)统计新定义2023年全国甲(文科),第4题,5分计数原理、排列、组合与概率2023年全国甲(理科),第6题,5分条件概率2023年全国甲(理科),第9题,5分计数原理与排列、组合2023年全国甲(理科),第19题,12分(1)离散型随机变量的分布列与数学期望;(2)独立性检验2023年全国甲(文科),第20题,12分(1)求样本平均数;(2)独立性检验2. 命题规律及备考策略【命题规律】1.二项式定理描述了两个数之和的整数次幂的展开式,通项公式为Tr+1=Cnrb(n-r)a(r),其中为从0到的整数,Cnr为组合数; 2.二项式系数是二项式定理的核心,反映了
4、组合数与幂的规律。可能会测试二项式系数的性质,例如对称性、递推关系和组合恒等式等;3. 二项式展开式是二项式定理的核心,反映了两个幂的和的整数次幂的结构。可能会测试二项式展开式的结构和各项之间的关系;4.二项式定理的特殊情况和实例也是命题的热点。二项式定理在组合数学、概率论和微积分等领域的应用,以及二项式定理的逆定理等;5.二项式定理的证明和推导方法也是命题的重点。数学归纳法、归纳法和组合数学等方法的应用; 【备考策略】1.能用多项式运算法则和计数原理证明二项式定理;2.会用二项式定理解决与二项展开式有关的简单问题;【命题预测】1.二项式定理的展开式是关键,因为它描述了每个项的系数和指数。展开
5、式的形式和项数需要考虑二项式的次数、系数和指数的规律; 2.二项式定理的系数和指数具有特定的性质,对称性、递归关系等。这些性质可能需要对二项式的特征进行深入分析; 3.二项式定理在各种数学问题中都有应用,组合数学、概率论、微积分等。应用方面需要对各种数学领域有一定的了解,以及对二项式定理本身的各种特性的理解; 4.二项式定理的证明和推导方法多种多样,归纳法、数学归纳法、组合数学等。可能的证明和推导方法需要对数学基础和二项式定理本身有深入的理解;知识讲解一、二项式定理1.二项式定理:.2.通项公式:Tr+1=Cnran-rbr,它表示第项.3.二项式系数:二项展开式中各项的二项式系数为Cn0,C
6、n1,Cnn.二、二项式系数的性质1.当时,Cnr与Cnn-r的关系是Cnr=Cnn-r.2.二项式系数先增后减,中间项最大.当为偶数时,第项的二项式系数最大,最大值为Cnn2;当为奇数时,第项和项的二项式系数最大,最大值为Cnn-12或Cnn+12.三、各二项式系数和1.展开式的各二项式系数和:Cn0+Cn1+Cn2+Cnn=2n.2.偶数项的二项式系数的和等于奇数项的二项式系数的和,即Cn0+Cn2+Cn4+=Cn1+Cn3+Cn5+=2n-1.1.掌握二项展开式的三个重要特征(1)字母的指数按降幂排列由到0.(2)字母的指数按升幂排列由0到.(3)每一项字母的指数与字母的指数的和等于.2
7、.关注三个易错点(1)在二项式定理中,通项公式为是展开式的第项,不是第项.(2)二项式系数与展开式中项的系数是两个不同的概念,在中,是该项的二项式系数,该项的系数还与,有关.(3)二项式系数的最值与指数的奇偶性有关.当为偶数时,中间一项的二项式系数最大;当为奇数时,中间两项的二项式系数相等,且同时取得最大值.求形如(a+b)n(nN*)的展开式中与特定项相关的量(常数项、参数值、特定项等)的步骤:第一步,利用二项式定理写出二项展开式的通项公式Tk+1=Cnkan-kbk,常把字母和系数分离开来(注意符号不要出错);第二步,根据题目中的相关条件(如常数项要求指数为零,有理项要求指数为整数),先列
8、出相应方程(组)或不等式(组),解出k;第三步,把k代入通项公式中,即可求出Tk+1,有时还需要先求,再求k,才能求出Tk+1或者其他量.1.“赋值法”普遍适用于恒等式,是一种重要的方法,对形如(ax+b)n,(ax2+bx+c)m (a,bR)的式子求其展开式的各项系数之和,常用赋值法.2.若,则展开式中各项系数之和为,奇数项系数之和为,偶数项系数之和为.1.二项式系数最大项的确定方法:当为偶数时,展开式中第项的二项式系数最大,最大值为;当为奇数时,展开式中第项和第项的二项式系数最大,最大值为或.2.求二项展开式项的系数的最大值时,先求系数为正数时项的系数的最大值,令第(r+1)项的系数最大
9、,则满足Tr+1的系数Tr的系数,Tr+1的系数Tr+2的系数,进而解不等式组即可.注意当系数为负数时,可以求解对应的系数的最小值.对于几个多项式积的展开式中的特定项问题,一般都可以根据因式连乘的规律,结合组合思想求解,但要注意适当地运用分类方法,以免重复或遗漏.求形如的展开式中与特定项相关的量的步骤第一步,把三项的和看成是与两项的和;第二步,根据二项式定理写出的展开式的通项;第三步,对特定项的次数进行分析,弄清特定项是由的展开式中的哪些项和相乘得到的;第四步,把相乘后的项合并即可得到所求特定项的相关量.二项式定理应用的题型及解法(1)在证明整除问题或求余数问题时要进行合理地变形,使被除式(数
10、)展开后的每一项都含有除式的因式.(2)二项式定理的一个重要用途是做近似计算:当不是很大,比较小时,.考点一、通项公式的应用1求的展开式【答案】【分析】根据二项式定理展开即可.【详解】 所以的展开式为2(2023年湖南省联考数学试题)下列不属于的展开式的项的是()ABCD【答案】B【分析】按照二项式定理直接展开判断即可.【详解】由二项式定理可知,故不是展开式的项.3(2023届江苏省模拟数学试题)已知的展开式中各项系数和为243,则展开式中常数项为( )A60B80C100D120【答案】B【分析】根据各项系数和求出,再由二项展开式通项公式求解即可.【详解】当时,解得,则的展开式第项,令,解得
11、,所以.4(2023届福建省模拟数学试题)在的展开式中,只有第5项的二项式系数最大,则展开式中含项的系数为 .【答案】【分析】先由二项式系数最大确定,再由通项公式求含项的系数即可.【详解】由只有第5项的二项式系数最大可得:.通项公式,令,解得.展开式中含项的系数为.1求的展开式【答案】【分析】利用二项式定理展开即可【详解】根据二项式定理得2(2023年江苏省质量调研(三)数学试题)的展开式中常数项为 .【答案】60【分析】根据题意结合二项展开式的通项公式分析运算.【详解】展开式第项,当时,故展开式中常数项为.3从的展开式各项的系数中任取两个,其和为奇数的概率是 .【答案】【分析】首先写出二项式
12、的展开式,即可得到各项系数有4个奇数、2个偶数,再根据古典概型的概率公式计算可得;【详解】解:展开式的通项为,所以,即的展开式各项的系数中,有4个奇数、2个偶数,现从中任取两个一共有种取法,其和为奇数的有种结果;故其和为奇数的概率.考点二、二项式系数与系数1若,则()A-448B-112C112D448【答案】C【分析】,然后根据二项式展开式项的系数计算即可.【详解】,.2(2022年北京市高考数学试题)若,则()A40B41CD【答案】B【分析】利用赋值法可求的值.【详解】令,则,令,则,故.3的展开式中的系数是()A60B80C84D120【答案】D【解析】的展开式中的系数是,借助组合公式
13、:,逐一计算即可.【详解】的展开式中的系数是因为且,所以,所以,以此类推,.【点睛】本题关键点在于使用组合公式:,以达到简化运算的作用.4若(),则()ABCD【答案】B【分析】根据赋值法分别令、,然后可得.【详解】令,则,再令,则,.5若,则 【答案】243/【分析】根据二项展开式可得,令,即可得解.【详解】解:的展开式得通项为,则,令,则,即.1(2023年湖南省模拟数学试题)已知,则()AB2C4D12【答案】C【分析】令,直接根据二项式定理求解即可.【详解】令,则,故,中得系数为,中得系数为,所以.2若,且,则实数的值可以为()A1或BC或3D【答案】A【分析】利用赋值法,分别令,和,
14、再根据,求得的值【详解】在中,令可得,即,令,可得,整理得,解得,或3若,则=()A244B1CD【答案】D【分析】分别令代入已知关系式,再两式求和即可求解.【详解】根据,令时,整理得:令x = 2时,整理得:由+得,所以.4已知,若的展开式的第2项的二项式系数与第4项的二项式系数相等,则=()A32B64C128D256【答案】D【分析】由题可得,再利用赋值法即得.【详解】由题意可得,令,得,5若,则的值是()A0B1C2D3【答案】A【分析】分别把与代入题干所给的式子中,再求出的系数,即可得到答案.【详解】令,得;令,得;展开式中的系数为2,故.所以.考点三、多项展开式问题1的展开式中,的
15、系数()AB5C35D50【答案】A【分析】利用展开式的通项公式即求.【详解】的展开式第项,当时,;当时,的系数为.2(2023届广东省模拟数学试题)已知的展开式中的系数是20,则实数 .【答案】2【分析】根据二项展开式可得,则可得展开式中的系数,列方程即可得实数的值.【详解】解:因为则展开式中的系数是,求得.3(2023届江苏省模拟数学试题)展开式中含项的系数为 【答案】60【分析】根据二项式的通项公式进行求解即可.【详解】,设该二项式的通项公式为,因为的次数为,所以令,二项式的通项公式为,令,所以项的系数为.1的展开式中的系数为()A60B24CD【答案】B【分析】首先写出展开式通项,再考
16、虑通项与相乘得到含的项,即可得系数.【详解】由的展开式通项为,所以的展开式项为,故系数为.2的展开式中的系数是12,则实数a的值为()A4B5C6D7【答案】C【分析】利用二项式定理将式子展开即可求解.【详解】利用二项式定理展开得则的系数为.3的展开式中,的系数为()A80B40CD【答案】D【分析】利用二项展开式的通项公式求解.【详解】的展开式中含的项为,的展开式中含的项为,所以的展开式中,的系数为.考点四、整除或余数问题1若是9的倍数,则自然数n为()A4的倍数B3的倍数C奇数D偶数【答案】C【分析】将化简为,由此可得选项.【详解】因为,又是9的倍数,为偶数,即为奇数2设,且,若能被13整
17、除,则a等于()A0B1C11D12【答案】B【分析】由且可以被13整除,即其展开式中不含的项为余项,该余项与a的和能被13整除,即可得参数值.【详解】由,展开式通项为,又可以被13整除,所以展开式中的项均可被13整除,余项为,要使能被13整除,且,则.3已知,则除以10所得的余数是()A2B3C6D8【答案】D【分析】依题意,再根据的展开式即可判断;【详解】解:,所以除以10的余数为84(2023届辽宁省教学质量监测(一)数学试题)若,则被5除的余数是 【答案】4【分析】分别取,两式相加可求得,进而根据二项式定理展开,判断被5除的余数.【详解】由题知,时,时,由得,故,所以被5除的余数是4.
18、5被除所得的余数是()ABCD【答案】A【分析】,而的展开式中除最后一项外,其它项均能被8整除,所以将其最后一项加上10,再除以8可得结果【详解】,其中所有含有的项都能被整除,只剩下,被除所得的余数是,6(2023届浙江省模拟数学试题)除以100的余数是 【答案】1【分析】将化为,利用二项定理将其展开,即可求得答案.【详解】,,由于是100的倍数,故除以100的余数等于.1中国南北朝时期的著作孙子算经中,对同余除法有较深的研究设a,b,为整数,若a和b被m除得的余数相同,则称a和b对模m同余,记为若,则b的值可以是()A2022B2021C2020D2019【答案】B【分析】利用二项式定理可得
19、,再利用二项式定理展开即可得解.【详解】因为,四个选项中,只有时,除以10余数是12设,且,若能被13整除,则()A0B1C11D12【答案】D【分析】转化为,利用二项式定理求解.【详解】因为能被13整除,所以能被13整除因为,且,所以,3除以78的余数是()AB1CD87【答案】B【分析】根据二项式定理将已知合并得原式等于,再结合展开整理即可得答案.【详解】因为所以,除了第一项之外,其余每一项都含有的倍数,所以原式除以的余数为1.4(2023年上海市模拟数学试题)被9除所得的余数为()A1B3C5D7【答案】D【分析】由题意可得:,结合二项展开式分析求解.【详解】由题意可得:,可知的展开式为
20、,当时,均可被9整除;当时,被9除所得的余数为7;综上所述:被9除所得的余数为7.5(2023年山西省模拟数学试题)除以8,所得余数为 .【答案】7【分析】由,运用二项式定理,结合整除的性质,即可求解.【详解】依题意,因为56能被8整除,所以除以8,所得的余数为:.考点五、二项式的应用1在的展开式中,下列结论正确的是()A第6项和第7项的二项式系数相等B奇数项的二项式系数和为256C常数项为86D有理项有2项【答案】B【分析】根据二项式展开式的特征,即可结合选项逐一求解.【详解】的展开式中共有10项,由二项式系数的性质可得展开式中的第5项和第6项的二项式系数相等,故A错误;由已知可得二项式系数
21、之和为,且展开式中奇数项的二项式系数和与偶数项的二项式系数和相等,所以奇数项的二项式系数和为,故B正确;展开式的通项为 ,令,解得故常数项为,故C不正确;有理项中x的指数为整数,故,2,4,6,8,故有理项有5项,故D错误2关于的展开式,下列判断错误的是()A展开式共有8项B展开式的各二项式系数的和为128C展开式的第7项的二项式系数为49D展开式的各项系数的和为【答案】C【分析】根据二项式定理的性质逐项判断即可【详解】展开式共有项,故A正确展开式的各二项式系数的和为,故B正确展开式的第7项的二项式系数为,故C错误展开式的各项系数的和为,故D正确3某公司2021年实现利润100万元,计划在以后
22、5年中每年比一年利润增长8%,则2026年的利润是 万元.(结果精确到1万元)【答案】147【分析】根据题意得出含指数的利润表达式,利用二项式定理求近似值即可,【详解】由题意可知, (万元),即2026年的利润大约是147万元.4(2023届东北三省联合模拟考试数学试题)杨辉是我国古代数学史上一位著述丰富的数学家,著有详解九章算法日用算法和杨辉算法.杨辉三角的发现要比欧洲早500年左右,由此可见我国古代数学的成就是非常值得中华民族自豪的.杨辉三角本身包含了很多有趣的性质,利用这些性质,可以解决很多数学问题,如开方、数列等.我们借助杨辉三角可以得到以下两个数列的和.;若杨辉三角中第三斜行的数:1
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