王聯(lián)新 黃信璋
二項(xiàng)式定理的考查在現(xiàn)在高考是常考常新,但是萬變不離其宗,歸納起來主要有兩種題型: 一個(gè)二項(xiàng)展開式問題; 兩個(gè)或兩個(gè)以上二項(xiàng)式問題.解決這類問題的基本方法是用好二項(xiàng)展開式的通項(xiàng)公式和方程思想,以及組合數(shù),二項(xiàng)式原理.下面從兩個(gè)方面進(jìn)行分析.
一、一個(gè)二項(xiàng)展開式問題
例1 已知(x-2x2)n (n∈N*)的展開式中第五項(xiàng)的系數(shù)與第三項(xiàng)的系數(shù)的比是10∶1.
(1)求展開式中各項(xiàng)系數(shù)的和;
(2)求展開式中含x3/2的項(xiàng);
(3)求展開式中系數(shù)最大的項(xiàng)和二項(xiàng)式系數(shù)最大的項(xiàng).
分析 (1)審條件,構(gòu)建關(guān)于n的方程求n.
(2)審要求,可利用“賦值法”求各項(xiàng)系數(shù)之和;利用通項(xiàng)公式確定含x3/2的項(xiàng)數(shù);確定系數(shù)最大的項(xiàng)數(shù)和二項(xiàng)式系數(shù)最大項(xiàng)的項(xiàng)數(shù),再求項(xiàng).
解析 由題意知,第五項(xiàng)系數(shù)為C4n·(-2)4,第三項(xiàng)的系數(shù)為C2n·(-2)2,則有C4n·(-2)4C2n·(-2)2=101,化簡(jiǎn)得n2-5n-24=0,解得n=8或n=-3(舍去).
(1)令x=1得各項(xiàng)系數(shù)的和為(1-2)8=1.
(2)通項(xiàng)公式Tr+1=Cr8·(x)8-r·(-2x2)r=Cr8·(-2)r·x(8-r)/2-2r,
令8-r2-2r=32,則r=1,故展開式中含x3/2的項(xiàng)為T2=-16x3/2.
(3)設(shè)展開式中的第r項(xiàng),第r+1項(xiàng),第r+2項(xiàng)的系數(shù)絕對(duì)值分別為Cr-18·2r-1,Cr8·2r,Cr+18·2r+1,若第r+1項(xiàng)的系數(shù)絕對(duì)值最大,則Cr-18·2r-1≤Cr8·2r,
Cr+18·2r+1≤Cr8·2r,解得5≤r≤6.
又T6的系數(shù)為負(fù),∴系數(shù)最大的項(xiàng)為T7=1792x-11.由n=8知第五項(xiàng)二項(xiàng)式系數(shù)最大,此時(shí)T5=1120x-6.
點(diǎn)評(píng) 本題重點(diǎn)考查了二項(xiàng)式的通項(xiàng)公式,二項(xiàng)式系數(shù)、項(xiàng)的系數(shù)以及項(xiàng)數(shù)和項(xiàng)的有關(guān)概念.解題時(shí)要注意區(qū)別二項(xiàng)式系數(shù)和項(xiàng)的系數(shù)的不同.項(xiàng)數(shù)和項(xiàng)的不同;本題的易錯(cuò)點(diǎn)是混淆項(xiàng)與項(xiàng)數(shù),二項(xiàng)式系數(shù)和項(xiàng)的系數(shù)的區(qū)別.這類問題還有一個(gè)難點(diǎn)就是這些特定項(xiàng)是哪一項(xiàng),這一項(xiàng)如何計(jì)算,化解的基本方法就是根據(jù)題目的要求和二項(xiàng)式展開式的通項(xiàng)公式列出方程,通過方程找到是哪一項(xiàng),然后再根據(jù)二項(xiàng)式展開式的通項(xiàng)公式進(jìn)行計(jì)算.在有些問題中還需要根據(jù)題目的具體要求列不等式等找到特定項(xiàng)是哪一項(xiàng).當(dāng)然,解決問題的思想方法也是非常重要的.
二、兩個(gè)或兩個(gè)以上二項(xiàng)式問題
求解兩個(gè)或者兩個(gè)以上二項(xiàng)式中一些特定項(xiàng)或特定項(xiàng)的系數(shù)是高考中的一個(gè)難點(diǎn),化解這個(gè)難點(diǎn)的方法是用好多項(xiàng)式的乘法規(guī)則,以及搞清二項(xiàng)式定理的原理,根據(jù)相乘的兩個(gè)二項(xiàng)展開式和多項(xiàng)式的乘法規(guī)則,弄清楚這些特定的項(xiàng)的構(gòu)成規(guī)律,然后進(jìn)行具體計(jì)算.
例2 (1+2x)3(1-x)4展開式中x項(xiàng)的系數(shù)為.
分析 求多個(gè)二項(xiàng)式積的某項(xiàng)系數(shù),要會(huì)轉(zhuǎn)化成二項(xiàng)式定理的形式.
解析 (1+2x)3(1-x)4展開式中的x項(xiàng)的系數(shù)為兩個(gè)因式相乘而得到,即第一個(gè)因式的常數(shù)項(xiàng)和一次項(xiàng)分別乘以第二個(gè)因式的一次項(xiàng)與常數(shù)項(xiàng),它為C03(2x)0·C14(-x)1+C13(2x)1·C0414(-x)0,其系數(shù)為C03·C14(-1)+C13·2=-4+6=2.
點(diǎn)評(píng) 本題的難點(diǎn)是兩個(gè)多項(xiàng)式相乘時(shí)x項(xiàng)的構(gòu)成規(guī)律,這只要按照多項(xiàng)式的乘法規(guī)則進(jìn)行即可,其系數(shù)就是這些相應(yīng)項(xiàng)的系數(shù)乘積之和.這種方法是化解兩個(gè)多項(xiàng)式相乘時(shí),求展開式中某一項(xiàng)的系數(shù)的主要方法.
例3 求式子(|x|+1|x|-2)3的展開式中的常數(shù)項(xiàng).
分析 這種類型和我們課本上的不同是它里面為三項(xiàng),把它從三項(xiàng)轉(zhuǎn)化為二項(xiàng)是關(guān)鍵.
解法一 (|x|+1|x|-2)3=(|x|+1|x|-2)(|x|+1|x|-2)(|x|+1|x|-2)得到常數(shù)項(xiàng)的情況有:
①三個(gè)括號(hào)中全取-2,得(-2)3;
②一個(gè)括號(hào)取|x|,一個(gè)括號(hào)取1|x|,一個(gè)括號(hào)取-2,得C13C12(-2)=-12,∴常數(shù)項(xiàng)為(-2)3+(-12)=-20.
解法二 (|x|+1|x|-2)3=(|x|-1|x|)6.
設(shè)第r+1項(xiàng)為常數(shù)項(xiàng),
則Tr+1=Cr6·(-1)r·(1|x|)r·(|x|)6-r=(-1)6·Cr6·|x|(6-2r)/2,得6-2r2=0,r=3
∴T3+1=(-1)3·C36=-20.
點(diǎn)評(píng) 本題用的較多的方法是第一種方法,因?yàn)樗?jiǎn)便快捷,同時(shí)也是二項(xiàng)定理的核心和靈魂,如果這個(gè)問題都能領(lǐng)悟,二項(xiàng)式的所有東西都將解決.
總之,求二項(xiàng)展開式中的特定項(xiàng)或特定項(xiàng)系數(shù),主要是以上兩種類型,第一種類型主要通過通項(xiàng),第二種類型要么是轉(zhuǎn)化成二項(xiàng),要么是利用二項(xiàng)式定理的原理.
(收稿日期:2015-07-12)