李建波
【摘要】 二項(xiàng)式定理是高中數(shù)學(xué)一塊很重要的知識(shí)點(diǎn),三項(xiàng)展開(kāi)式系數(shù)問(wèn)題頻繁出現(xiàn)在各類大小考試中,此類問(wèn)題既是高考的重要考點(diǎn)也是學(xué)生的難點(diǎn),因此,本文分別介紹三項(xiàng)展開(kāi)式系數(shù)問(wèn)題的四種處理方法(定義法、分解因式法、分組法、賦值法),供大家參考借鑒.
【關(guān)鍵詞】 三項(xiàng)式;分解因式法;分組法
三次項(xiàng)展開(kāi)式系數(shù)問(wèn)題既是高考重點(diǎn)也是學(xué)生難點(diǎn),下面介紹四種破解之法.
一、定義法
定義法是利用乘方的定義、多項(xiàng)式運(yùn)算法解決問(wèn)題的方法.
例1 ??求(1+2x-3x2)6展開(kāi)式中含x5項(xiàng)的系數(shù).
解 ?將(1+2x-3x2)6看成六個(gè)相同的因式相乘,根據(jù)組合的定義和多項(xiàng)式乘法法則可以將x5項(xiàng)的系數(shù)分為三類.(?。┰?個(gè)因式中取兩個(gè)-3x2,一個(gè)2x,三個(gè)1,則乘積含有x5項(xiàng)有C26C14C33種取法,此種取法對(duì)應(yīng)的系數(shù)為C26C14C33(-3)2×21×13=1 080.(ⅱ)在6個(gè)因式中取一個(gè)-3x2,三個(gè)2x,兩個(gè)1,則乘積含有x5項(xiàng)有C16C35C22種取法,此種取法對(duì)應(yīng)的系數(shù)為C16C25C22(-3)1×23×12=-1 440.(ⅲ)在6個(gè)因式中取零個(gè)-3x2,五個(gè)2x,一個(gè)1,則乘積含有x5項(xiàng)有C56C11種取法,此種取法對(duì)應(yīng)的系數(shù)為C56C11(-3)0×25×11=192.
所以x5的系數(shù)為1 080-1 440+192=-168.
二、分解因式法
分解因式法是將三項(xiàng)式分解成兩個(gè)二項(xiàng)式的積,再利用二項(xiàng)式定理展開(kāi)求解的方法.
例2 ??求(x2+3x+2)5的展開(kāi)式中含x項(xiàng)的系數(shù).
解 ?(x2+3x+2)5=[(x+1)(x+2)]5=(x+1)5(x+2)5=(C05x0+C15x1C25x2+…+C55x5)·(C0525x0+C1524x1+C2523x2+…+C5525x0),
所以x的系數(shù)為C05C15·24+C15C05·25=240.
三、分組法
分組法是將三項(xiàng)式添加括號(hào)變成兩項(xiàng),再利用二項(xiàng)式定理展開(kāi)的方法.
例3 ??求(x-x-1-1)5的展開(kāi)式中的常數(shù)項(xiàng).
解 ?(x-x-1-1)5=[(x-x-1)-1]5=C05(x-x-1)5+C15(x-x-1)4(-1)1+…+C45(x-x-1)1(-1)4+C55(-1)5,
利用二項(xiàng)式定理知:
(x-x-1)n的展開(kāi)式的第r+1項(xiàng)為
Tr+1=Crnxn-r(-x-1)r=Crn(-1)rxn-2r.
令n-2r=0,其中0≤r≤n≤5,且均為整數(shù),可得兩組解,分別為 n=4, r=2 ?或者 n=2, r=1.
所以展開(kāi)式的常數(shù)項(xiàng)為C15C24(-1)2×(-1)+C35(-2)×(-1)3+C55(-1)5=-11.
四、賦值法
賦值法是將三項(xiàng)式展開(kāi)式的一般表達(dá)式取特殊值求解的方法.
例4 ??求(1+x+x2)11的展開(kāi)式中偶次項(xiàng)系數(shù)和.
解 ?由題可知(1+x+x2)11最高次項(xiàng)為x22,故可將展開(kāi)式設(shè)為:
(1+x+x2)11=b0+b1x1+b2x2+b3x3+…+b22x22.
令x=1,有b0+b1+b2+…+b22=311, ①
令x=-1,有b0-b1+b2-…+b22=1. ②
由①+②得b0+b2+b4+…+b22= 311+1 2 ,故偶次項(xiàng)系數(shù)和為 311+1 2 .
【參考文獻(xiàn)】
[1]教育部.普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))[M].北京:人民教育出版社,2003.
[2]普通高中數(shù)學(xué)教材(選修2-3)[M].北京:人民教育出版社,2007.