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§1.3.1 二项式定理 (导学案)
一、学习目标:
能从特殊到一般理解二项式定理;
熟练运用通项公式求二项展开式中指定的项(如常数项、有理项);
能正确区分“项”、“项的系数”、“项的二项式系数”等概念二、教学重点、难点
重点:用计数原理分析(a ? b)3 的展开式得到二项式定理。
难点:用计数原理分析二项式的展开过程,发现二项式展开成单项式之和时各项系数的规律。
三、教学过程.
(一)提出问题:
引入:二项式定理研究的是(a ? b)n 的展开式。如(a ? b)2 ? a 2 ? 2ab ? b2 , 那么:
(a ? b)3 =? (a ? b)4 =? (a ? b)100 =? 更进一步:(a ? b)n =?
(二)对(a ? b)2 展开式的分析
(a ? b)2 ? (a ? b)(a ? b) 展开后其项的形式为: a 2 , ab, b2
考虑b ,每个都不取b 的情况有 1 种,即c0
2
,则a 2 前的系数为c0
2
恰有 1 个取b 的情况有c1 种,则ab 前的系数为c1
2
恰有 2 个取b 的情况有c2
2
2
种,则b2 前的系数为c2
2
所以 (a ? b)2 ? a 2 ? 2ab ? b2 ? c0 a 2 ? c1 ab ? c 2b2
2 2 2
类似地 (a ? b)3 ? a3 ? 3a 2b ? 3ab2 ? b3 ? c0 a3 ? c1a 2b ? c 2 ab2 ? c3b3
3 3 3 3
思考: (a ? b)4 ? (a ? b)(a ? b)(a ? b)(a ? b) =?
问题:
(a ? b)4 展开后各项形式分别是什么?
a 4 a3b a 2 b 2 ab 3 b4
各项前的系数代表着什么?(各项前的系数 就是在 4 个括号中选几个取b 的方法种数)
你能分析说明各项前的系数吗?
每个都不取b 的情况有 1 种,即c0 ,则a 4 前的系数为c0 ;恰有 1 个取b 的情况有c1 种,则a3b 前
4 4 4
的系数为c1
4
恰有 2 个取b 的情况有c2 种,则 a 2 b 2 前的系数为c2 ;恰有 3 个取b 的情况有c3
种,则ab 3 前的
4 4 4
系数为c3
4
恰有 4 个取b 的情况有c4 种,则b4 前的系数为c4
4 4
则 (a ? b)4 ? c0 a 4 ? c1 a3b ? c 2 a 2b2 ? c3 ab3 ? c 4b4
4 4 4 4 4
※推广:得二项展开式定理: 一般地,对于n ? N *有
(a ? b)n ? c0 an
c1 an?1b ? c 2 an?2b2
c3 an?3b3
? cr an?r br
? ......cn?1abn?1 ? cnbn
n n n n n n n
右边的多项式叫做(a ? b)n 的二项展开式
cr an?r br :二项展开式的通项,记作T
n r ?1
c0 , c1 , c 2 ,......,cr ,......,cn : 二项式系数
n n n n n
※注 1).二项展开式共有n ? 1 项,每项前都有二项式系数 2).各项中a 的指数从n 起依次减小 1,到 0 为此
各项中b 的指数从 0 起依次增加 1,到n 为此
如(1 ? x)n ? 1 ? c1 x ? c 2 x 2 ? ... ? cr xr ? ... ? cn?1 xn?1
xn
n n n n
三、典型例题
xx例 1:求(2 ? 1 )6的展开式.
x
x
思考:(1)展开式的第 3 项是多少? (2)你能否直接求出展开式的第 3 项?
(3)展开式的第 3 项的系数是多少? (4)展开式的第 3 项的二项式系数是多少?
例 2:(1)求?1 ? 2x ?7 的展开式的第 4 项的系数
变式: ?1 ? 2x ?7 的展开式的第 4 项的二项式系数是
反思:要注意二项式系数与系数的区别
?(2)求? x ?
?
?
1 ?9
x x? 展开式中 3 的系数。
x x
?
3x
3
x
4、求( 3
)9 展开式中的常数项和中间项.
五.练习达标
练习1.化简: ?x ?1?4 ? 4 ?x ?1?3 ? 6 ?x ?1?2 ? 4 ?x ?1?? 1
练习 2. 在?x ?1??x ? 2??x ? 3??x ? 4??x ? 5?的展开式中含 x4 项的系数是
? 1 ?9
2x练习 3.⑴ 求? x2 ? ? 的展开式中的常数项;
2x
? ?
⑵ 若?1 ? 2x ?n 的展开式中第 6 项与第 7 项的系数相等,求n 及?1 ? 2x ?n 展开式中含 x 3的项.
§1.3.1
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