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2025年新高考數學一輪復習第10章第03講二項式定理(十五大題型)(講義)(學生版+解析)

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2025年新高考數學一輪復習第10章第03講二項式定理(十五大題型)(講義)(學生版+解析)

資源簡介

第03講 二項式定理
目錄
01 考情透視·目標導航 2
02 知識導圖·思維引航 3
03 考點突破·題型探究 4
知識點1:二項式展開式的特定項、特定項的系數問題 4
知識點2:二項式展開式中的最值問題 5
知識點3:二項式展開式中系數和有關問題 6
題型一:求二項展開式中的參數 7
題型二:求二項展開式中的常數項 9
題型三:求二項展開式中的有理項 11
題型四:求二項展開式中的特定項系數 13
題型五:求三項展開式中的指定項 15
題型六:求幾個二(多)項式的和(積)的展開式中條件項系數 17
題型七:求二項式系數最值 19
題型八:求項的系數最值 21
題型九:求二項展開式中的二項式系數和、各項系數和 24
題型十:求奇數項或偶數項系數和 27
題型十一:整數和余數問題 30
題型十二:近似計算問題 32
題型十三:證明組合恒等式 34
題型十四:二項式定理與數列求和 39
題型十五:楊輝三角 43
04真題練習·命題洞見 46
05課本典例·高考素材 48
06易錯分析·答題模板 51
易錯點:混淆項的系數與二項式系數 51
答題模板:求二項展開式中的特定項或項的系數 51
考點要求 考題統計 考情分析
(1)二項式定理 (2)二項式系數的性質 2024年北京卷第4題,4分 2024年甲卷(理)第13題,5分 2023年北京卷第5題,4分 2023年天津卷第11題,5分 2023年上海卷第10題,5分 2022年I卷第13題,5分 (1)今后在本節的考查形式依然以選擇或者填空為主,以考查基本運算和基本方法為主,難度中等偏下,與教材相當. (2)本節內容在高考中的比重可能會持續降低,但仍然是備考的重要內容.
復習目標: (1)能用多項式運算法則和計數原理證明二項式定理. (2)會用二項式定理解決與二項展開式有關的簡單問題.
知識點1:二項式展開式的特定項、特定項的系數問題
(1)二項式定理
一般地,對于任意正整數,都有:,
這個公式所表示的定理叫做二項式定理,等號右邊的多項式叫做的二項展開式.
式中的做二項展開式的通項,用表示,即通項為展開式的第項:,
其中的系數(r=0,1,2,…,n)叫做二項式系數,
(2)二項式的展開式的特點:
①項數:共有項,比二項式的次數大1;
②二項式系數:第項的二項式系數為,最大二項式系數項居中;
③次數:各項的次數都等于二項式的冪指數.字母降冪排列,次數由到;字母升冪排列,次
數從到,每一項中,,次數和均為;
④項的系數:二項式系數依次是,項的系數是與的系數(包括二項式系
數).
(3)兩個常用的二項展開式:
①()

(4)二項展開式的通項公式
二項展開式的通項:
公式特點:①它表示二項展開式的第項,該項的二項式系數是;
②字母的次數和組合數的上標相同;
③與的次數之和為.
注意:①二項式的二項展開式的第r+1項和的二項展開式的第r+1項是有區別的,應用二項式定理時,其中的和是不能隨便交換位置的.
②通項是針對在這個標準形式下而言的,如的二項展開式的通項是(只需把看成代入二項式定理).
【診斷自測】已知在的二項展開式中,各項系數和為,則展開式中,含項的系數為 .
【答案】
【解析】由題意,,
故二項式為,其通項公式為,
所以時,有,故含項的系數為.
故答案為:
知識點2:二項式展開式中的最值問題
(1)二項式系數的性質
①每一行兩端都是,即;其余每個數都等于它“肩上”兩個數的和,即.
②對稱性每一行中,與首末兩端“等距離”的兩個二項式系數相等,即.
③二項式系數和令,則二項式系數的和為,變形式.
④奇數項的二項式系數和等于偶數項的二項式系數和在二項式定理中,令,
則,
從而得到:.
⑤最大值:
如果二項式的冪指數是偶數,則中間一項的二項式系數最大;
如果二項式的冪指數是奇數,則中間兩項,的二項式系數,相等且最大.
(2)系數的最大項
求展開式中最大的項,一般采用待定系數法.設展開式中各項系數分別為,設第項系數最大,應有,從而解出來.
【診斷自測】設為整數,展開式的二項式系數的最大值為,展開式的二項式系數的最大值為,若,則 .
【答案】5
【解析】展開式的二項式系數的最大值為,
展開式的二項式系數的最大值為,
因為,所以,即,解得,
故答案為:5.
知識點3:二項式展開式中系數和有關問題
常用賦值舉例:
(1)設,
二項式定理是一個恒等式,即對,的一切值都成立,我們可以根據具體問題的需要靈活選取,的值.
①令,可得:
②令,可得:,即:
(假設為偶數),再結合①可得:

(2)若,則
①常數項:令,得.
②各項系數和:令,得.
③奇數項的系數和與偶數項的系數和
(i)當為偶數時,奇數項的系數和為;
偶數項的系數和為.
(可簡記為:為偶數,奇數項的系數和用“中點公式”,奇偶交錯搭配)
(ii)當為奇數時,奇數項的系數和為;
偶數項的系數和為.
(可簡記為:為奇數,偶數項的系數和用“中點公式”,奇偶交錯搭配)
若,同理可得.
注意:常見的賦值為令,或,然后通過加減運算即可得到相應的結果.
【診斷自測】設,則 .
【答案】728
【解析】因為,
所以,
令,可得,
令,可得,
所以.
故答案為:728.
題型一:求二項展開式中的參數
【典例1-1】在展開式中的系數為,則的值為 .
【答案】
【解析】因為展開式的通項為,
令,解得,
因為的系數為,解得.
故答案為:.
【典例1-2】已知二項式的展開式中的常數項為,則 .
【答案】1
【解析】由題意可知展開式的通項為,
令,解得,
可得,即.
故答案為:1.
【方法技巧】
在形如的展開式中求的系數,關鍵是利用通項求,則.
【變式1-1】(2024·四川成都·模擬預測)在的展開式中,常數項為90,則 .
【答案】
【解析】二項式展開式的通項公式,
令,解得,所以常數項(負根舍去).
故答案為:
【變式1-2】在的展開式中,的系數為12,則的值為 .
【答案】
【解析】因為的展開式的通項為:

又因為的系數為12,
所以當時,,
所以,
解得.
故答案為:
【變式1-3】(2024·高三·上海·開學考試)已知二項式的展開式中存在常數項,正整數的最小值為 .
【答案】4
【解析】二項式的通項為,
若展開式中存在常數項,只需,
則,所以正整數最小取4.
故答案為:4.
【變式1-4】(2024·高三·山西呂梁·開學考試)已知展開式中的系數為80,則 .
【答案】
【解析】通項公式,
令,則,
因為的系數為,故.
故答案為:
題型二:求二項展開式中的常數項
【典例2-1】(2024·高三·浙江·開學考試)的展開式中,常數項為 .
【答案】3
【解析】由展開式中的通項公式為:,
令,則,
故展開式中的常數項為:,
故答案為:3.
【典例2-2】(2024·高三·江蘇·開學考試)展開式中的常數項為 .
【答案】/
【解析】二項式展開式的通項,
(且),
令,解得, 所以展開式中常數項為.
故答案為:
【方法技巧】
寫出通項,令指數為零,確定,代入.
【變式2-1】 的展開式中的常數項為 .(請用數字作答)
【答案】10
【解析】展開式的通項,
為了得到常數項,與相乘的項需滿足,即,
與1相乘的項需滿足,即,
因此常數項為.
故答案為:10
【變式2-2】二項式的展開式中的常數項為 .
【答案】240
【解析】二項式展開式的通項公式為,
令,解得,則常數項為.
故答案為:240
【變式2-3】 的二項展開式中的常數項為 .(結果用數值表示)
【答案】
【解析】由可得,
令,即,則,
即的二項展開式中的常數項為.
故答案為:.
【變式2-4】(2024·全國·模擬預測)的展開式中第2項的二項式系數為6,則其展開式中的常數項為 .
【答案】15
【解析】因為的展開式中第2項的二項式系數為6,所以,,
的展開式的通項公式為,
令,得,故展開式中的常數項為.
故答案為:15.
題型三:求二項展開式中的有理項
【典例3-1】(2024·全國·模擬預測)的展開式中,有理項是第 項.
【答案】3
【解析】的展開式的通項,
其中,
當為有理項時,為整數,結合,
所以,即有理項是展開式中的第3項,
故答案為:3
【典例3-2】(2024·山東煙臺·三模)已知的展開式中共有項,則有理項共 項.(用數字表示)
【答案】
【解析】因為的展開式中共有項,所以,
則通項,
當時,,相應項為有理項,故有理項共有4項.
故答案為:4
【方法技巧】
先寫出通項,再根據數的整除性確定有理項.
【變式3-1】已知的展開式中,僅有第5項的二項式系數最大,則展開式中有理項的個數為 .
【答案】2
【解析】的展開式有項,因為僅有第5項的二項式系數最大,所以
當時,,當時,,符合題意
所以展開式中有理項的個數為2
故答案為:2
【變式3-2】(2024·高三·上海·單元測試)二項式的展開式中,系數為有理數的項的個數為 .
【答案】5
【解析】因為展開式的通項為,
要使系數為有理數的項,需為整數,所以,共5項.
故答案為:5.
【變式3-3】(2024·高三·吉林通化·期中)在的展開式中,有理項的個數為 .
【答案】7
【解析】展開式中的第項為,
當時為有理項,共7項.
故答案為:7.
【變式3-4】在 的展開式中,系數為有理數的項共有 項.
【答案】6
【解析】由題意知,展開式的通項公式為,
當()為整數時,的系數為有理數,
所以,即展開式中系數為有理數的項共有6個.
故答案為:6
【變式3-5】已知的展開式中第4項與第6項的二項式系數相等,寫出展開式中的一個有理項 .
【答案】,,(寫出其中一個即可)
【解析】由題意知,所以,
整理得,解得或(舍去),
所以的展開式的通項為:
,,.
若為有理項,則,所以,4,8,
故展開式中所有的有理項為:,
,.
故答案為:,,
題型四:求二項展開式中的特定項系數
【典例4-1】二項式展開后的第三項是
【答案】
【解析】因為
所以.
故答案為:
【典例4-2】(2024·浙江紹興·二模)的展開式的第四項為 .
【答案】
【解析】的展開式的通項為,
令,得
故答案為:.
【方法技巧】
寫出通項,確定r,代入.
【變式4-1】(2024·陜西渭南·二模)展開式中的項是 .
【答案】
【解析】依題意,展開式中的項是.
故答案為:
【變式4-2】(2024·湖北·模擬預測)展開式中項的系數為 .
【答案】30
【解析】展開式的通項表達式為,
當時,,
.
故答案為:30.
【變式4-3】二項式的展開式的中間項為
【答案】-252
【解析】設展開式為,
總共項,中間項為第項,此時,所以.
故答案為:.
【變式4-4】(2024·高三·上海浦東新·期中)的展開式的第8項的系數為 (結果用數值表示).
【答案】960
【解析】因為,展開式的第8項為,
所以,的展開式的第8項的系數為960.
故答案為:960
題型五:求三項展開式中的指定項
【典例5-1】(2024·高三·江蘇南京·開學考試)的的展開式中的系數為( )
A.30 B. C.20 D.
【答案】D
【解析】從5個含有的括號中,其中1個括號中取,一個括號中取,3個括號中取,乘在一起構成這一項,
這一項為,所以的系數為.
故選:D
【典例5-2】(2024·江蘇南京·模擬預測)的展開式中,的系數為( )
A.60 B. C.120 D.
【答案】A
【解析】由題意可知:的通項為,
且的通項為,
令,解得,
所以的系數為.
故選:A
【方法技巧】
三項式的展開式:
若令,便得到三項式展開式通項公式:

其中叫三項式系數.
【變式5-1】(2024·高三·貴州貴陽·開學考試)的展開式中的系數是( )
A.5 B.10 C.20 D.60
【答案】C
【解析】依題意,的展開式中項是5個多項式中取3個用,
余下2個取1個用,最后1個用的積,即,
所以的展開式中的系數是20.
故選:C
【變式5-2】(2024·新疆喀什·三模)展開式中,的系數為( )
A.20 B.30 C.25 D.40
【答案】B
【解析】展開式中,的項為,
則的系數為30.
故選:.
【變式5-3】(2024·云南昆明·模擬預測)的展開式中,項的系數為( )
A.10 B. C.60 D.
【答案】C
【解析】由多項式 展開式的通項為,
令,可得,
又由展開式的通項為,
當時,可得,
所以展開式中項系數為,
故選:C.
【變式5-4】(2024·河北滄州·二模)在的展開式中,項的系數為( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】相當于6個因式相乘,其中一個因式取,有種取法,
余下5個因式中有2個取,有種取法,最后3個因式中全部取,有種取法,故展開式中的系數為.
故選:A.
題型六:求幾個二(多)項式的和(積)的展開式中條件項系數
【典例6-1】(2024·高三·全國·課后作業)的展開式中的系數為( )
A. B. C.7168 D.
【答案】A
【解析】由題意可得

令,解得,令,解得,
含項為,即,
所以的系數為,故A正確.
故選:A
【典例6-2】(2024·北京大興·三模)在的展開式中,x的系數為( )
A.9 B.15 C. D.
【答案】A
【解析】
易知,的展開式中,沒有x項;
因為的展開式的通項為:,
令,即,所以展開式中,x的系數為;
又因為的展開式的通項為:,
令,即,所以展開式中,x的系數為;
綜上,在的展開式中,x的系數為,
故選:A.
【方法技巧】
分配系數法
【變式6-1】(2024·西藏·模擬預測)在的展開式中,的系數為( )
A. B.4 C. D.8
【答案】D
【解析】在的展開式中,通項公式為,
故,的系數分別為,,
所以在的展開式中,的系數為.
故選:D.
【變式6-2】已知展開式中的系數為28,則該展開式的各項系數和為( )
A. B. C.0 D.
【答案】D
【解析】根據的展開式通項,
當與配對時,,故的系數為,
當與配對時,,故的系數為,
所以,故;
故令,則各項的系數和為.
故選:D.
【變式6-3】(2024·全國·模擬預測)的展開式中的系數為( )
A. B. C.3 D.27
【答案】C
【解析】的展開式的通項公式為.
當時,;
當時,.
因此的展開式中的系數為,
故選:C.
【變式6-4】(2024·福建福州·模擬預測)的展開式中的系數為( )
A. B. C.34 D.74
【答案】B
【解析】的展開式為,1,2,3,4,,
的展開式,1,2,3,,
當,時,的系數為;
當,時,的系數為;
當,時,的系數為,
故的系數為.
故選:.
題型七:求二項式系數最值
【典例7-1】(2024·貴州·模擬預測)的展開式中,二項式系數最大的項的系數是 .(用數字作答)
【答案】
【解析】因為,所以二項式系數最大的項為第項,
又的展開式的通項公式為,
令,得到,所以二項式系數最大的項的系數是,
故答案為:.
【典例7-2】已知的二項展開式中,二項式系數最大的項為a,系數最大的項為b,則 .
【答案】/
【解析】由題意得,通項,
當滿足時,系數最大,
,即,解得

解得,
所以,
故.
故答案為:
【方法技巧】
利用二項式系數性質中的最大值求解即可.
【變式7-1】 的展開式中所有二項式系數的最大值是 (用數字作答).
【答案】
【解析】因為,所以的展開式中所有二項式系數的最大項為第項,
所以的展開式中所有二項式系數的最大值是,
故答案為:.
【變式7-2】已知的展開式中二項式系數最大的項只有第8項,則 .
【答案】14
【解析】由的展開式中二項式系數最大的項只有第8項,得的展開式共有15項,
所以.
故答案為:14
【變式7-3】已知的展開式中,第四項的系數與倒數第四項的系數之比為,則展開式中二項式系數最大的項的系數為 .
【答案】280或560
【解析】由二項式的展開式的通項公式,
由題知,,解得,
所以,展開式中二項式系數最大的項為第4項或第5項,
則展開式中二項式系數最大的項的系數為或,
即展開式中二項式系數最大的項的系數為280或560.
故答案為:280或560.
【變式7-4】(2024·高三·江蘇蘇州·開學考試)設為正整數, 展開式的二項式系數的最大值為,展開式的二項式系數的最大值為,若,則 .
【答案】
【解析】由展開式的二項式系數的最大值為,則有,
由展開式的二項式系數的最大值為,則有,
由,故有,
即,即,即,
解得.
故答案為:.
題型八:求項的系數最值
【典例8-1】已知的展開式中,僅有第5項的二項式系數最大,則展開式中系數的最小值為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因為的展開式中,僅有第5項的二項式系數最大,所以,
所以展開式的通項公式為,要使展開式中系數的最小值,則為奇數,取值為1,3,5,7,所以當或5時,系數最小,則展開式中系數的最小值為,
故選:C
【典例8-2】已知的展開式中僅第4項的二項式系數最大,則展開式中系數最大的項是第( )項
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【解析】由題意二項式系數僅最大,故,
所以二項式為,其通項公式為,
設二項式展開式中第項的系數最大,則有,
,即,故,經經驗符合題意,
所以展開式中系數最大的項是第3項.
故選:B.
【方法技巧】
有兩種類型問題,一是找是否與二項式系數有關,如有關系,則轉化為二項式系數最值問題;如無關系,則轉化為解不等式組:,注意:系數比較大小.
【變式8-1】(2024·安徽·二模)已知的展開式二項式系數和為256,則展開式中系數最大的項為( )
A.第5項 B.第6項 C.第7項 D.第8項
【答案】C
【解析】由已知,故,故通項為(,1,…,8),故奇數項的系數為正數,偶數項的系數為負數,
故最大,因此第七項的系數最大,
故選:C.
【變式8-2】已知為滿足能被整除的正整數的最小值,則的展開式中,系數最大的項為( )
A.第6項 B.第7項 C.第11項 D.第6項和第7項
【答案】B
【解析】因為,
所以,
所以,


顯然為正整數,
所以能被整除,
又且能被整除,所以能被整除,
所以,則,
所以,
所以,
所以在的展開式中,二項式系數最大的項為第項和第項,
又的展開式的通項公式為,
因為第項的系數為負數,第項的系數為正數,
所以第項的系數最小,第項的系數最大.
故選:B.
【變式8-3】 的展開式中,系數最大的項是( )
A.第11項 B.第12項 C.第13項 D.第14項
【答案】C
【解析】因為的展開通項公式為,
又當時,取最大值,
則系數最大的項是第13項.
故選:C.
【變式8-4】(2024·四川雅安·一模)的展開式中,系數最小的項是( )
A.第4項 B.第5項 C.第6項 D.第7項
【答案】C
【解析】依題意,的展開通項公式為,其系數為,
當為奇數時,才能取得最小值,
又由二項式系數的性質可知,是的最大項,
所以當時,取得最小值,即第6項的系數最小.
故選:C.
題型九:求二項展開式中的二項式系數和、各項系數和
【典例9-1】(2024·四川樂山·三模)設,則( )
A.1 B. C.2024 D.
【答案】C
【解析】由,令,得;
令,得,
所以.
故選:C.
【典例9-2】已知,則( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】對兩邊求導,
得.
令,得.
故選:D.
【方法技巧】
二項展開式二項式系數和:;奇數項與偶數項二項式系數和相等:.
系數和:賦值法,二項展開式的系數表示式:(是系數),令得系數和:.
【變式9-1】若,則( )
A.4048 B. C.1 D.
【答案】D
【解析】的展開式的通項公式為,
結合,知均為負值,

令,得,
故,
故選:D.
【變式9-2】(2024·陜西·模擬預測)若的展開式中的各項系數和為243,則( )
A.32 B.31 C.16 D.15
【答案】B
【解析】因為,
令可得,解得,
令可得,
令可得,
所以.
故選:B
【變式9-3】已知,則下列描述正確的是( )
A.
B.除以5所得的余數是1
C.
D.
【答案】B
【解析】,
令,可得,再令,可得,
,故A錯誤.
由于,即展開式各項系數和系數和,
故,,故C錯誤.
由題意,,
顯然,除了最后一項外,其余各項均能被5整除,除以5所得的余數是1,故B正確.
因為,
所以,
所以,故D錯誤.
故選:B.
【變式9-4】已知,則( )
A. B.14 C. D.7
【答案】A
【解析】等式兩邊同時求導可得,令,得,
故選:A.
【變式9-5】(2024·全國·模擬預測)已知,若,且,則m的值為( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】對于,
令,得,故,
令,得,
故,
令,得,則等式變為,
則,又,所以,故.
故選:B.
【變式9-6】(2024·福建福州·模擬預測)設是常數,對于,都有,則( )
A.2019 B.2020 C.2019! D.2020!
【答案】A
【解析】因為,令可得,
對兩邊關于求導得,

令,則,
所以,
所以,
故,
所以.
故選:A.
【變式9-7】若,則( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】因(*)
對于A項,當時,代入(*)可得,故A項錯誤;
對于B項,當時,代入(*)可得,故B項錯誤;
對于C項,當時,代入(*)可得,
則,故C項錯誤;
對于D項,當時,代入(*)可得,
則,故D項正確.
故選:D.
題型十:求奇數項或偶數項系數和
【典例10-1】設,則 .
【答案】
【解析】,
令,可得,①
令,可得,②
①+②可得.
故答案為:.
【典例10-2】(2024·高三·河北保定·開學考試)若,則 .
【答案】121
【解析】
令,則,
令,則,
故.
故答案為:121
【方法技巧】
,令得系數和:①;
令得奇數項系數和減去偶數項系數和:②,聯立①②可求得奇數項系數和與偶數項系數和.
【變式10-1】(2024·廣東·一模)若 ,則 .
【答案】
【解析】令,得 ,
令,得 ,
則 ,
且 ,
故 .
故答案為:.
【變式10-2】已知多項式,則 .
【答案】
【解析】令即得(1),
令即得(2),
(1)(2)得,所以,
故答案為:.
【變式10-3】(2024·浙江·模擬預測)當,則 .
【答案】
【解析】對于,
當時,代入可得
當時,代入可得①
當時,代入可得②
由①+②可得:,
即,
故.
故答案為:.
【變式10-4】(2024·湖南邵陽·一模)已知,則 .
【答案】
【解析】由,
令,可得,

令,可得,
即,
聯立方程組,求得,
再令,可得,
所以.
故答案為:.
題型十一:整數和余數問題
【典例11-1】(2024·湖北·模擬預測)被9除的余數為( )
A.1 B.4 C.5 D.8
【答案】B
【解析】
其中是9的整數倍.
故被9除的余數為4.
故選:B.
【典例11-2】(2024·甘肅張掖·三模)已知今天是星期四,則天后是( )
A.星期一 B.星期二 C.星期三 D.星期五
【答案】B
【解析】,


前面7項均能被7整除,則被7整除余5,
故天后是星期二.
故選:B.
【變式11-1】中國南北朝時期的著作《孫子算經》中,對同余除法有較深的研究,設均為整數,若和被除得的余數相同,則稱和對模同余,記為,如9和21被6除得的余數都是3,則記.若,且,則的值可以是( )
A.2010 B.2021 C.2019 D.1997
【答案】B
【解析】因為,
又,故,
又,,,
,結合選項可知只有B符合題意.
故選:B
【變式11-2】若能被25整除,則正整數的最小值為( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【解析】因為能被25整除,
所以當時,,此時,,
當時,;
當時,

因此只需能夠被整除即可,可知最小正整數的值為,
綜上所述,正整數的最小值為,
故選:C
【變式11-3】(2024·山西晉中·模擬預測)中國南北朝時期的著作《孫子算經》中,對同余除法有較深的研究.設均為整數,若和被除得的余數相同,則稱和對模同余,記為,如和被除得的余數都是,則記.若,且,則的值可以是( )
A.4021 B.4022 C.4023 D.4024
【答案】A
【解析】

即被除得的余數為,結合選項可知只有被除得的余數為.
故選:A.
【變式11-4】(2024·黑龍江哈爾濱·模擬預測)中國南北朝時期的著作《孫子算經》中,對同余除法有較深的研究,對于兩個整數,若它們除以正整數所得的余數相同,則稱和對模同余,記為.若,則的值可以是( )
A.2021 B.2022 C.2023 D.2024
【答案】B
【解析】依題意,

顯然是8的整數倍,因此除以8的余數是6,
而2021,2022,2023,2024除以8的余數分別為5,6,7,0,
所以的值可以是2022.
故選:B
題型十二:近似計算問題
【典例12-1】(2024·安徽合肥·三模)某銀行大額存款的年利率為,小張于2024年初存入大額存款10萬元,按照復利計算8年后他能得到的本利和約為( )(單位:萬元,結果保留一位小數)
A.12.6 B.12.7 C.12.8 D.12.9
【答案】B
【解析】存入大額存款10萬元,按照復利計算,
每年末本利和是以10為首項,為公比的等比數列,
所以本利和.
故選:B.
【典例12-2】(2024·湖南·二模)某銀行在2024年初給出的大額存款的年利率為,某人存入大額存款元,按照復利計算10年后得到的本利和為,下列各數中與最接近的是( )
A.1.31 B.1.32 C.1.33 D.1.34
【答案】D
【解析】存入大額存款元,按照復利計算,
可得每年末本利和是以為首項,為公比的等比數列,
所以,
可得,
故選:D.
【變式12-1】(2024·北京西城·二模)某放射性物質的質量每年比前一年衰減,其初始質量為,年后的質量為,則下列各數中與最接近的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由題意可知
故選:C
【變式12-2】(2024·江西南昌·一模)二項式定理,又稱牛頓二項式定理,由艾薩克·牛頓提出.二項式定理可以推廣到任意實數次冪,即廣義二項式定理:
對于任意實數,
當比較小的時候,取廣義二項式定理展開式的前兩項可得:,并且的值越小,所得結果就越接近真實數據.用這個方法計算的近似值,可以這樣操作:
.
用這樣的方法,估計的近似值約為( )
A.2.922 B.2.926 C.2.928 D.2.930
【答案】B
【解析】.
故選:B.
【變式12-3】二項式定理,又稱牛頓二項式定理,由艾薩克 牛頓提出.二項式定理可以推廣到任意實數次冪,即廣義二項式定理:對于任意實數,當比較小的時候,取廣義二項式定理展開式的前兩項可得:,并且的值越小,所得結果就越接近真實數據.用這個方法計算的近似值,可以這樣操作:.用這樣的方法,估計的近似值約為 .(精確到小數點后兩位數)
【答案】3.07
【解析】.
故答案為:3.07
【變式12-4】用二項式定理估算 .(精確到0.001)
【答案】1.105
【解析】
.
故答案為:1.105
【變式12-5】 (精確到0.01)
【答案】30.84
【解析】原式
故答案為:30.84.
題型十三:證明組合恒等式
【典例13-1】求證:
【解析】由基本恒等式,即得
因為,
所以,

【典例13-2】求證:
【解析】因為,
所以,所以
【變式13-1】求證:
【解析】考慮恒等式:,


左邊展開式中的系數為:

而右邊展開式中項的系數為零.
所以.
即得所證等式.
【變式13-2】(2024·山東濟南·三模)高斯二項式定理廣泛應用于數學物理交叉領域.設 ,記 ,并規定.記,并規定.定義.
(1)若,求和;
(2)求 ;
(3)證明:
【解析】(1)若,

(2)當時,

當時,由
可得 ;
綜上所述,.
(3)結合第二問結論知,
要證
只需證

令,易知,
則,
所以,
一方面,
另一方面,,
當且時, 由于,
比較兩式中的系數可得:,

由 可知=,
當時,由
可知:,
此時命題也成立.
當時, 也成立.
綜上所述,.
【變式13-3】萊布尼茨(德國數學家)三角(如圖1所示)是與楊輝(南宋數學家)三角數陣(如圖2所示)相似的一種幾何排列,但與楊輝三角不同的是,萊布尼茨三角每個三角形數組頂端的數等于底邊兩數之和. 現記萊布尼茨三角第1行的第2個數字為,第2行的第2個數字為,第行的第2個數字為.
(1)求的值;
(2)將楊輝三角中的每一個數都換成就得到了萊布尼茨三角.我們知道楊輝三角的最基本的性質,也是二項式系數和組合數性質,請你類比這個性質寫出萊布尼茨三角的性質,并證明你的結論.
【解析】(1)由圖1可知:
由每個三角形數組頂端的數等于底邊兩數之和,可得 ,
故,同理,


(2)萊布尼茨三角的性質:
證明:
.
.
故結論正確.
【變式13-4】(1)求證:;
(2)利用等式可以化簡:;類比上述方法,化簡下式:.
(3)已知等差數列的首項為,公差為,求證:對于任意正整數,函數總是關于的一次函數.
【解析】證明:(1)因為、,,
由組合數公式可得,故結論成立;
(2)因為、,,
則,


(3)因為等差數列的首項為,公差為,則,


所以,
總是關于的一次函數.
題型十四:二項式定理與數列求和
【典例14-1】 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】,兩邊求導得,
,兩邊乘以后得,
,兩邊求導得,

取得.
故選:A
【典例14-2】已知,展開式中的系數為,則等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】∵,展開式中的系數為,
∴則

故選:B.
【變式14-1】已知,則( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】依題意,,
當時,,
于是得
.
故選:B
【變式14-2】(2024·河南洛陽·三模)若,則的值為(  )
A. B.1 C.0 D.
【答案】D
【解析】根據,
令,可得,再令,可得,
所以.
故選:D.
【變式14-3】若,且,則實數的值為 .
【答案】
【解析】因為,
令,得,
令,得,
所以,

則,
所以,解得,
故答案為:
【變式14-4】對于,將n表示為,當時,.當時,為0或1.記為上述表示中為0的個數,(例如,,故,).若,則 .
【答案】
【解析】,
設,且為整數,
則,
中6個數都為0或1,
其中沒有一個為1時,有種情況,即有個;
其中有一個為1時,有種情況,即有個;
其中有2個為1時,有種情況,即有個;

故,同理可得:,


,
則.
故答案為:.
【變式14-5】已知等差數列,對任意都有成立,則數列的前項和 .
【答案】
【解析】設等差數列的公差為,則,因為,
所以

所以,所以對恒成立,
所以,,所以等差數列的通項公式,
所以,
所以數列的前項和.
故答案為:.
【變式14-6】設是正整數,化簡 .
【答案】
【解析】設,

所以有,
故答案為:
題型十五:楊輝三角
【典例15-1】如圖所示的“楊輝三角”中,除每行兩邊的數都是1外,其余每個數都是其“肩上”的兩個數之和,例如第4行的6為第3行中兩個3的和.記“楊輝三角”第行的第個數為,則 .
【答案】
【解析】由題意知,,則
當時,=
當時,,也符合上式.
綜上,.
故答案為:
【典例15-2】如圖是我國古代著名數學家楊輝在《詳解九章算術》給出的一個用數排列起來的三角形陣,請通過觀察圖象發現遞推規律,并計算從第三行到第十五行中,每行的第三位數字的總和為 .
【答案】
【解析】第三行的第三位數字是,第四行的第三位數字是,
第五行的第三位數字是,,第十五行的第三位數字是,



.
故答案為:.
【變式15-1】我國南宋數學家楊輝在所著的《詳解九章算法》一書中用如圖所示的三角形解釋二項展開式的系數規律,現把楊輝三角中的數從上到下,從左到右依次排列,得數列:1,1,1,1,2,1,1,3,3,1,1,4,6,4,1,,記作數列,則 ;若數列的前項和為,則 .
【答案】
【解析】由題意可知是第5行第4個數,所以;
使得每行的序數與該行的項數相等,則第行最后項在數列中的項數為:
設位于第行,則:,解得:
且第行最后一項在數列中的項數為:,
位于楊輝三角數陣的第行第個
而第一行各項和為,第二行各項和為,第三行各項的和為
依此類推,第行各項的和為
故答案為:4,.
【變式15-2】在“楊輝三角”中,每一個數都是它“肩上”兩個數的和,它開頭幾行如圖所示.那么,在“楊輝三角”中,第 行會出現三個相鄰的數,其比為2:3:4.

【答案】34
【解析】由題意可知第行第個數為,
根據題意,設所求的行數為,則存在正整數,使得連續三項,,,
有且.化簡得,,
聯立解得,.
故第34行會出現滿足條件的三個相鄰的數.
故答案為:34.
【變式15-3】如圖所示的梯形數陣中,第行第個數的值為

【答案】
【解析】觀察、歸納梯形數陣規律,
第一行每一個數提取系數,第二行每一個數提取系數,,
第行每一個數提取系數.
提取系數之后,各數的分子均為,分母恰好成二項式系數所構成的楊輝三角分布,
所以可求得第行第個數的值為.
故答案為:.
【變式15-4】我國南宋數學家楊輝1261年所著的《詳解九章算法》一書里出現了如圖所示的表,即楊輝三角,這是數學史上的一個偉大成就.在“楊輝三角”中,若去除所有為1的項,依次構成數列2,3,3,4,6,4,5,10,10,5,…,記作數列,若數列的前n項和為,則 .
【答案】
【解析】根據題意,為楊輝三角的第三行中去除后的數,共1個,
為楊輝三角的第四行去除后的數,共2個,
為楊輝三角第五行去除后的數,共3個,,
故可設去除后,楊輝三角從第)行開始,共有個數在數列中,
則前行共有個數,
又當時,,時,,
故中包括了楊輝三角從第3行開始至第12行去除1后所有的數,以及第13行去除1后的第一個數,

.
故答案為:.
1.(2024年北京高考數學真題)在的展開式中,的系數為( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】的二項展開式為,
令,解得,
故所求即為.
故選:A.
2.(2022年新高考北京數學高考真題)若,則( )
A.40 B.41 C. D.
【答案】B
【解析】令,則,
令,則,
故,
故選:B.
3.(2024年上海市1月春考數學試題) 展開式中的系數為 .
【答案】15
【解析】 展開式中令的項為,
所以 展開式中的系數為15.
故答案為:15
4.(2024年高考全國甲卷數學(理)真題)的展開式中,各項系數中的最大值為 .
【答案】5
【解析】由題展開式通項公式為,且,
設展開式中第項系數最大,則,
,即,又,故,
所以展開式中系數最大的項是第9項,且該項系數為.
故答案為:5.
5.(2024年天津高考數學真題)在的展開式中,常數項為 .
【答案】20
【解析】因為的展開式的通項為,
令,可得,
所以常數項為.
故答案為:20.
1.在的展開式中,含的項的系數是( )
A.74 B.121 C. D.
【答案】D
【解析】因為在,
所以含的項為:,
所以含的項的系數是的系數是,

故選:D
2.在的展開式中,的系數是 .
【答案】0
【解析】,
的展開式通項為,
的展開式通項為,
令,得,,
因此,的系數為.
故答案為:0.
3.證明:
(1)的展開式中常數項是;
(2)的展開式的中間一項是.
【解析】(1)展開式的通項為,
令,所以常數項為,


所以的展開式中常數項是,故得證.;
(2)展開式的通項為,
中間項對應的,所以中間項為,


所以的展開式中間一項是,故得證.
4.用二項式定理證明:
(1)能被整除;
(2)能被1000整除.
【解析】(1),
上式中的每一項都可以被整除,故能被整除;
(2)

上式中的每一項都可以被整除,故能被1000整除.
5.求證:.
【解析】左邊=
=1=右邊.
積,而二項式系數僅與二項式的冪的指數和項數有關。在解題時,需仔細區分這兩者,避免出錯。
【易錯題1】的展開式中含的項的二項式系數是 (用數字作答).
【答案】10
【解析】,含的項是時的項,
所以二項式系數為.
故答案為:10.
【易錯題2】的展開式的二項式系數的和等于64,則展開式中含有項的系數為 .
【答案】240
【解析】二項式系數之和,解得,
則其二項展開式的通項為,
令,解得,則展開式中含有項的系數為.
故答案為:240.
答題模板:求二項展開式中的特定項或項的系數
1、模板解決思路
在求解二項展開式中的特定項或項的系數時,關鍵在于首先寫出二項展開式的通項公式。然后,根據題目給出的條件,我們可以設立一個方程來找到滿足條件的k值。這里,k代表二項展開式中項的序號,其取值范圍是0到n。一旦找到k,我們就可以將其代回通項公式,從而求解出所需的項或項的系數。
2、模板解決步驟
第一步:根據二項式定理寫出二項展開式的通項,并化簡.
第二步:根據已知條件,列出方程并求解.
第三步:代回二項展開式的通項,求出特定項或項的系數.
【經典例題1】若的展開式中的系數為 .(用數字作答)
【答案】
【解析】的通項公式為,
當時,,當時,,

故的展開式中的系數為.
故答案為:
【經典例題2】展開式中常數項為 .
【答案】
【解析】展開式中,通項公式為,
令,求得,
可得展開式中的常數項為.
故答案為:15.
21世紀教育網(www.21cnjy.com)第03講 二項式定理
目錄
01 考情透視·目標導航 2
02 知識導圖·思維引航 3
03 考點突破·題型探究 4
知識點1:二項式展開式的特定項、特定項的系數問題 4
知識點2:二項式展開式中的最值問題 5
知識點3:二項式展開式中系數和有關問題 6
題型一:求二項展開式中的參數 7
題型二:求二項展開式中的常數項 7
題型三:求二項展開式中的有理項 8
題型四:求二項展開式中的特定項系數 8
題型五:求三項展開式中的指定項 9
題型六:求幾個二(多)項式的和(積)的展開式中條件項系數 10
題型七:求二項式系數最值 10
題型八:求項的系數最值 11
題型九:求二項展開式中的二項式系數和、各項系數和 12
題型十:求奇數項或偶數項系數和 13
題型十一:整數和余數問題 13
題型十二:近似計算問題 14
題型十三:證明組合恒等式 15
題型十四:二項式定理與數列求和 17
題型十五:楊輝三角 18
04真題練習·命題洞見 20
05課本典例·高考素材 21
06易錯分析·答題模板 22
易錯點:混淆項的系數與二項式系數 22
答題模板:求二項展開式中的特定項或項的系數 23
考點要求 考題統計 考情分析
(1)二項式定理 (2)二項式系數的性質 2024年北京卷第4題,4分 2024年甲卷(理)第13題,5分 2023年北京卷第5題,4分 2023年天津卷第11題,5分 2023年上海卷第10題,5分 2022年I卷第13題,5分 (1)今后在本節的考查形式依然以選擇或者填空為主,以考查基本運算和基本方法為主,難度中等偏下,與教材相當. (2)本節內容在高考中的比重可能會持續降低,但仍然是備考的重要內容.
復習目標: (1)能用多項式運算法則和計數原理證明二項式定理. (2)會用二項式定理解決與二項展開式有關的簡單問題.
知識點1:二項式展開式的特定項、特定項的系數問題
(1)二項式定理
一般地,對于任意正整數,都有:,
這個公式所表示的定理叫做二項式定理,等號右邊的多項式叫做的二項展開式.
式中的做二項展開式的通項,用表示,即通項為展開式的第項:,
其中的系數(r=0,1,2,…,n)叫做二項式系數,
(2)二項式的展開式的特點:
①項數:共有項,比二項式的次數大1;
②二項式系數:第項的二項式系數為,最大二項式系數項居中;
③次數:各項的次數都等于二項式的冪指數.字母降冪排列,次數由到;字母升冪排列,次
數從到,每一項中,,次數和均為;
④項的系數:二項式系數依次是,項的系數是與的系數(包括二項式系
數).
(3)兩個常用的二項展開式:
①()

(4)二項展開式的通項公式
二項展開式的通項:
公式特點:①它表示二項展開式的第項,該項的二項式系數是;
②字母的次數和組合數的上標相同;
③與的次數之和為.
注意:①二項式的二項展開式的第r+1項和的二項展開式的第r+1項是有區別的,應用二項式定理時,其中的和是不能隨便交換位置的.
②通項是針對在這個標準形式下而言的,如的二項展開式的通項是(只需把看成代入二項式定理).
【診斷自測】已知在的二項展開式中,各項系數和為,則展開式中,含項的系數為 .
知識點2:二項式展開式中的最值問題
(1)二項式系數的性質
①每一行兩端都是,即;其余每個數都等于它“肩上”兩個數的和,即.
②對稱性每一行中,與首末兩端“等距離”的兩個二項式系數相等,即.
③二項式系數和令,則二項式系數的和為,變形式.
④奇數項的二項式系數和等于偶數項的二項式系數和在二項式定理中,令,
則,
從而得到:.
⑤最大值:
如果二項式的冪指數是偶數,則中間一項的二項式系數最大;
如果二項式的冪指數是奇數,則中間兩項,的二項式系數,相等且最大.
(2)系數的最大項
求展開式中最大的項,一般采用待定系數法.設展開式中各項系數分別為,設第項系數最大,應有,從而解出來.
【診斷自測】設為整數,展開式的二項式系數的最大值為,展開式的二項式系數的最大值為,若,則 .
知識點3:二項式展開式中系數和有關問題
常用賦值舉例:
(1)設,
二項式定理是一個恒等式,即對,的一切值都成立,我們可以根據具體問題的需要靈活選取,的值.
①令,可得:
②令,可得:,即:
(假設為偶數),再結合①可得:

(2)若,則
①常數項:令,得.
②各項系數和:令,得.
③奇數項的系數和與偶數項的系數和
(i)當為偶數時,奇數項的系數和為;
偶數項的系數和為.
(可簡記為:為偶數,奇數項的系數和用“中點公式”,奇偶交錯搭配)
(ii)當為奇數時,奇數項的系數和為;
偶數項的系數和為.
(可簡記為:為奇數,偶數項的系數和用“中點公式”,奇偶交錯搭配)
若,同理可得.
注意:常見的賦值為令,或,然后通過加減運算即可得到相應的結果.
【診斷自測】設,則 .
題型一:求二項展開式中的參數
【典例1-1】在展開式中的系數為,則的值為 .
【典例1-2】已知二項式的展開式中的常數項為,則 .
【方法技巧】
在形如的展開式中求的系數,關鍵是利用通項求,則.
【變式1-1】(2024·四川成都·模擬預測)在的展開式中,常數項為90,則 .
【變式1-2】在的展開式中,的系數為12,則的值為 .
【變式1-3】(2024·高三·上海·開學考試)已知二項式的展開式中存在常數項,正整數的最小值為 .
【變式1-4】(2024·高三·山西呂梁·開學考試)已知展開式中的系數為80,則 .
題型二:求二項展開式中的常數項
【典例2-1】(2024·高三·浙江·開學考試)的展開式中,常數項為 .
【典例2-2】(2024·高三·江蘇·開學考試)展開式中的常數項為 .
【方法技巧】
寫出通項,令指數為零,確定,代入.
【變式2-1】 的展開式中的常數項為 .(請用數字作答)
【變式2-2】二項式的展開式中的常數項為 .
【變式2-3】 的二項展開式中的常數項為 .(結果用數值表示)
【變式2-4】(2024·全國·模擬預測)的展開式中第2項的二項式系數為6,則其展開式中的常數項為 .
題型三:求二項展開式中的有理項
【典例3-1】(2024·全國·模擬預測)的展開式中,有理項是第 項.
【典例3-2】(2024·山東煙臺·三模)已知的展開式中共有項,則有理項共 項.(用數字表示)
【方法技巧】
先寫出通項,再根據數的整除性確定有理項.
【變式3-1】已知的展開式中,僅有第5項的二項式系數最大,則展開式中有理項的個數為 .
【變式3-2】(2024·高三·上海·單元測試)二項式的展開式中,系數為有理數的項的個數為 .
【變式3-3】(2024·高三·吉林通化·期中)在的展開式中,有理項的個數為 .
【變式3-4】在 的展開式中,系數為有理數的項共有 項.
【變式3-5】已知的展開式中第4項與第6項的二項式系數相等,寫出展開式中的一個有理項 .
題型四:求二項展開式中的特定項系數
【典例4-1】二項式展開后的第三項是
【典例4-2】(2024·浙江紹興·二模)的展開式的第四項為 .
【方法技巧】
寫出通項,確定r,代入.
【變式4-1】(2024·陜西渭南·二模)展開式中的項是 .
【變式4-2】(2024·湖北·模擬預測)展開式中項的系數為 .
【變式4-3】二項式的展開式的中間項為
【變式4-4】(2024·高三·上海浦東新·期中)的展開式的第8項的系數為 (結果用數值表示).
題型五:求三項展開式中的指定項
【典例5-1】(2024·高三·江蘇南京·開學考試)的的展開式中的系數為( )
A.30 B. C.20 D.
【典例5-2】(2024·江蘇南京·模擬預測)的展開式中,的系數為( )
A.60 B. C.120 D.
【方法技巧】
三項式的展開式:
若令,便得到三項式展開式通項公式:

其中叫三項式系數.
【變式5-1】(2024·高三·貴州貴陽·開學考試)的展開式中的系數是( )
A.5 B.10 C.20 D.60
【變式5-2】(2024·新疆喀什·三模)展開式中,的系數為( )
A.20 B.30 C.25 D.40
【變式5-3】(2024·云南昆明·模擬預測)的展開式中,項的系數為( )
A.10 B. C.60 D.
【變式5-4】(2024·河北滄州·二模)在的展開式中,項的系數為( )
A. B. C. D.
題型六:求幾個二(多)項式的和(積)的展開式中條件項系數
【典例6-1】(2024·高三·全國·課后作業)的展開式中的系數為( )
A. B. C.7168 D.
【典例6-2】(2024·北京大興·三模)在的展開式中,x的系數為( )
A.9 B.15 C. D.
【方法技巧】
分配系數法
【變式6-1】(2024·西藏·模擬預測)在的展開式中,的系數為( )
A. B.4 C. D.8
【變式6-2】已知展開式中的系數為28,則該展開式的各項系數和為( )
A. B. C.0 D.
【變式6-3】(2024·全國·模擬預測)的展開式中的系數為( )
A. B. C.3 D.27
【變式6-4】(2024·福建福州·模擬預測)的展開式中的系數為( )
A. B. C.34 D.74
題型七:求二項式系數最值
【典例7-1】(2024·貴州·模擬預測)的展開式中,二項式系數最大的項的系數是 .(用數字作答)
【典例7-2】已知的二項展開式中,二項式系數最大的項為a,系數最大的項為b,則 .
【方法技巧】
利用二項式系數性質中的最大值求解即可.
【變式7-1】 的展開式中所有二項式系數的最大值是 (用數字作答).
【變式7-2】已知的展開式中二項式系數最大的項只有第8項,則 .
【變式7-3】已知的展開式中,第四項的系數與倒數第四項的系數之比為,則展開式中二項式系數最大的項的系數為 .
【變式7-4】(2024·高三·江蘇蘇州·開學考試)設為正整數, 展開式的二項式系數的最大值為,展開式的二項式系數的最大值為,若,則 .
題型八:求項的系數最值
【典例8-1】已知的展開式中,僅有第5項的二項式系數最大,則展開式中系數的最小值為( )
A. B. C. D.
【典例8-2】已知的展開式中僅第4項的二項式系數最大,則展開式中系數最大的項是第( )項
A.2 B.3 C.4 D.5
【方法技巧】
有兩種類型問題,一是找是否與二項式系數有關,如有關系,則轉化為二項式系數最值問題;如無關系,則轉化為解不等式組:,注意:系數比較大小.
【變式8-1】(2024·安徽·二模)已知的展開式二項式系數和為256,則展開式中系數最大的項為( )
A.第5項 B.第6項 C.第7項 D.第8項
【變式8-2】已知為滿足能被整除的正整數的最小值,則的展開式中,系數最大的項為( )
A.第6項 B.第7項 C.第11項 D.第6項和第7項
【變式8-3】 的展開式中,系數最大的項是( )
A.第11項 B.第12項 C.第13項 D.第14項
【變式8-4】(2024·四川雅安·一模)的展開式中,系數最小的項是( )
A.第4項 B.第5項 C.第6項 D.第7項
題型九:求二項展開式中的二項式系數和、各項系數和
【典例9-1】(2024·四川樂山·三模)設,則( )
A.1 B. C.2024 D.
【典例9-2】已知,則( )
A. B. C. D.
【方法技巧】
二項展開式二項式系數和:;奇數項與偶數項二項式系數和相等:.
系數和:賦值法,二項展開式的系數表示式:(是系數),令得系數和:.
【變式9-1】若,則( )
A.4048 B. C.1 D.
【變式9-2】(2024·陜西·模擬預測)若的展開式中的各項系數和為243,則( )
A.32 B.31 C.16 D.15
【變式9-3】已知,則下列描述正確的是( )
A.
B.除以5所得的余數是1
C.
D.
【變式9-4】已知,則( )
A. B.14 C. D.7
【變式9-5】(2024·全國·模擬預測)已知,若,且,則m的值為( )
A. B. C. D.
【變式9-6】(2024·福建福州·模擬預測)設是常數,對于,都有,則( )
A.2019 B.2020 C.2019! D.2020!
【變式9-7】若,則( )
A. B.
C. D.
題型十:求奇數項或偶數項系數和
【典例10-1】設,則 .
【典例10-2】(2024·高三·河北保定·開學考試)若,則 .
【方法技巧】
,令得系數和:①;
令得奇數項系數和減去偶數項系數和:②,聯立①②可求得奇數項系數和與偶數項系數和.
【變式10-1】(2024·廣東·一模)若 ,則 .
【變式10-2】已知多項式,則 .
【變式10-3】(2024·浙江·模擬預測)當,則 .
【變式10-4】(2024·湖南邵陽·一模)已知,則 .
題型十一:整數和余數問題
【典例11-1】(2024·湖北·模擬預測)被9除的余數為( )
A.1 B.4 C.5 D.8
【典例11-2】(2024·甘肅張掖·三模)已知今天是星期四,則天后是( )
A.星期一 B.星期二 C.星期三 D.星期五
【變式11-1】中國南北朝時期的著作《孫子算經》中,對同余除法有較深的研究,設均為整數,若和被除得的余數相同,則稱和對模同余,記為,如9和21被6除得的余數都是3,則記.若,且,則的值可以是( )
A.2010 B.2021 C.2019 D.1997
【變式11-2】若能被25整除,則正整數的最小值為( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【變式11-3】(2024·山西晉中·模擬預測)中國南北朝時期的著作《孫子算經》中,對同余除法有較深的研究.設均為整數,若和被除得的余數相同,則稱和對模同余,記為,如和被除得的余數都是,則記.若,且,則的值可以是( )
A.4021 B.4022 C.4023 D.4024
【變式11-4】(2024·黑龍江哈爾濱·模擬預測)中國南北朝時期的著作《孫子算經》中,對同余除法有較深的研究,對于兩個整數,若它們除以正整數所得的余數相同,則稱和對模同余,記為.若,則的值可以是( )
A.2021 B.2022 C.2023 D.2024
題型十二:近似計算問題
【典例12-1】(2024·安徽合肥·三模)某銀行大額存款的年利率為,小張于2024年初存入大額存款10萬元,按照復利計算8年后他能得到的本利和約為( )(單位:萬元,結果保留一位小數)
A.12.6 B.12.7 C.12.8 D.12.9
【典例12-2】(2024·湖南·二模)某銀行在2024年初給出的大額存款的年利率為,某人存入大額存款元,按照復利計算10年后得到的本利和為,下列各數中與最接近的是( )
A.1.31 B.1.32 C.1.33 D.1.34
【變式12-1】(2024·北京西城·二模)某放射性物質的質量每年比前一年衰減,其初始質量為,年后的質量為,則下列各數中與最接近的是( )
A. B.
C. D.
【變式12-2】(2024·江西南昌·一模)二項式定理,又稱牛頓二項式定理,由艾薩克·牛頓提出.二項式定理可以推廣到任意實數次冪,即廣義二項式定理:
對于任意實數,
當比較小的時候,取廣義二項式定理展開式的前兩項可得:,并且的值越小,所得結果就越接近真實數據.用這個方法計算的近似值,可以這樣操作:
.
用這樣的方法,估計的近似值約為( )
A.2.922 B.2.926 C.2.928 D.2.930
【變式12-3】二項式定理,又稱牛頓二項式定理,由艾薩克 牛頓提出.二項式定理可以推廣到任意實數次冪,即廣義二項式定理:對于任意實數,當比較小的時候,取廣義二項式定理展開式的前兩項可得:,并且的值越小,所得結果就越接近真實數據.用這個方法計算的近似值,可以這樣操作:.用這樣的方法,估計的近似值約為 .(精確到小數點后兩位數)
【變式12-4】用二項式定理估算 .(精確到0.001)
【變式12-5】 (精確到0.01)
題型十三:證明組合恒等式
【典例13-1】求證:
【典例13-2】求證:
【變式13-1】求證:
【變式13-2】(2024·山東濟南·三模)高斯二項式定理廣泛應用于數學物理交叉領域.設 ,記 ,并規定.記,并規定.定義.
(1)若,求和;
(2)求 ;
(3)證明:
【變式13-3】萊布尼茨(德國數學家)三角(如圖1所示)是與楊輝(南宋數學家)三角數陣(如圖2所示)相似的一種幾何排列,但與楊輝三角不同的是,萊布尼茨三角每個三角形數組頂端的數等于底邊兩數之和. 現記萊布尼茨三角第1行的第2個數字為,第2行的第2個數字為,第行的第2個數字為.
(1)求的值;
(2)將楊輝三角中的每一個數都換成就得到了萊布尼茨三角.我們知道楊輝三角的最基本的性質,也是二項式系數和組合數性質,請你類比這個性質寫出萊布尼茨三角的性質,并證明你的結論.
【變式13-4】(1)求證:;
(2)利用等式可以化簡:;類比上述方法,化簡下式:.
(3)已知等差數列的首項為,公差為,求證:對于任意正整數,函數總是關于的一次函數.
題型十四:二項式定理與數列求和
【典例14-1】 ( )
A. B. C. D.
【典例14-2】已知,展開式中的系數為,則等于( )
A. B. C. D.
【變式14-1】已知,則( )
A. B.
C. D.
【變式14-2】(2024·河南洛陽·三模)若,則的值為(  )
A. B.1 C.0 D.
【變式14-3】若,且,則實數的值為 .
【變式14-4】對于,將n表示為,當時,.當時,為0或1.記為上述表示中為0的個數,(例如,,故,).若,則 .
【變式14-5】已知等差數列,對任意都有成立,則數列的前項和 .
【變式14-6】設是正整數,化簡 .
題型十五:楊輝三角
【典例15-1】如圖所示的“楊輝三角”中,除每行兩邊的數都是1外,其余每個數都是其“肩上”的兩個數之和,例如第4行的6為第3行中兩個3的和.記“楊輝三角”第行的第個數為,則 .
【典例15-2】如圖是我國古代著名數學家楊輝在《詳解九章算術》給出的一個用數排列起來的三角形陣,請通過觀察圖象發現遞推規律,并計算從第三行到第十五行中,每行的第三位數字的總和為 .
【變式15-1】我國南宋數學家楊輝在所著的《詳解九章算法》一書中用如圖所示的三角形解釋二項展開式的系數規律,現把楊輝三角中的數從上到下,從左到右依次排列,得數列:1,1,1,1,2,1,1,3,3,1,1,4,6,4,1,,記作數列,則 ;若數列的前項和為,則 .
【變式15-2】在“楊輝三角”中,每一個數都是它“肩上”兩個數的和,它開頭幾行如圖所示.那么,在“楊輝三角”中,第 行會出現三個相鄰的數,其比為2:3:4.

【變式15-3】如圖所示的梯形數陣中,第行第個數的值為

【變式15-4】我國南宋數學家楊輝1261年所著的《詳解九章算法》一書里出現了如圖所示的表,即楊輝三角,這是數學史上的一個偉大成就.在“楊輝三角”中,若去除所有為1的項,依次構成數列2,3,3,4,6,4,5,10,10,5,…,記作數列,若數列的前n項和為,則 .
1.(2024年北京高考數學真題)在的展開式中,的系數為( )
A. B. C. D.
2.(2022年新高考北京數學高考真題)若,則( )
A.40 B.41 C. D.
3.(2024年上海市1月春考數學試題) 展開式中的系數為 .

(1)在上述發展過程中,無論是推廣還是證明,都是從特殊到一般,如今,數學研究的一個發展趨勢就是盡可能地一般化.請你試一試,從推廣到(m,).
(2)請你查閱相關資料,細化上述歷程中的某段過程,例如從3次到n次,從二項到m項等,說說數學家是如何發現問題和解決問題的.
易錯點:混淆項的系數與二項式系數
易錯分析:項的系數與二項式系數雖然相關,但概念不同。項的系數是二項式系數與其他數字因數的積,而二項式系數僅與二項式的冪的指數和項數有關。在解題時,需仔細區分這兩者,避免出錯。
【易錯題1】的展開式中含的項的二項式系數是 (用數字作答).
【易錯題2】的展開式的二項式系數的和等于64,則展開式中含有項的系數為 .
答題模板:求二項展開式中的特定項或項的系數
1、模板解決思路
在求解二項展開式中的特定項或項的系數時,關鍵在于首先寫出二項展開式的通項公式。然后,根據題目給出的條件,我們可以設立一個方程來找到滿足條件的k值。這里,k代表二項展開式中項的序號,其取值范圍是0到n。一旦找到k,我們就可以將其代回通項公式,從而求解出所需的項或項的系數。
2、模板解決步驟
第一步:根據二項式定理寫出二項展開式的通項,并化簡.
第二步:根據已知條件,列出方程并求解.
第三步:代回二項展開式的通項,求出特定項或項的系數.
【經典例題1】若的展開式中的系數為 .(用數字作答)
【經典例題2】展開式中常數項為 .
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