‹ 回去

2.2 通项公式的应用

二项式定理及其性质与应用 · 高二
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 利用二项展开式通项公式 $T_{r+1} = C_n^r a^{n-r} b^r$ 求解特定项系数或指数的方法。

从哪来 本知识点直接建立在 5.1 二项式定理 之上,其核心逻辑依赖于 5.2 二项式系数的性质 来确定组合数 $C_n^r$ 的值,并服务于 5.3 二项展开式的应用 这一最终目标。

为什么 二项式 $(a+b)^n$ 的展开式共有 $n+1$ 项,每一项的结构具有高度规律性:$a$ 的指数从 $n$ 递减到 $0$,$b$ 的指数从 $0$ 递增到 $n$,且两项指数之和恒为 $n$。通项公式 $T_{r+1}$ 正是对这一规律的代数化表达。通过设定 $a$ 或 $b$ 的指数为已知值(如常数项指数为0),可以将“找某一项”转化为“解关于 $r$ 的方程”,从而避免盲目展开整个多项式,极大提高计算效率。

讲法
适合类型:逻辑推导型学生 讲解策略: 从“为什么不用直接展开”切入。展示 $(x+1)^{10}$ 若直接展开需写11项,极其繁琐。引出“我们只想要 $x^3$ 这一项”。引导学生观察前几项:$x^{10}, 10x^9, 45x^8...$,发现 $x$ 的指数在变,$1$ 的指数在变,但和不变。让学生自己归纳出第 $r+1$ 项中 $x$ 的指数是 $n-r$,$1$ 的指数是 $r$。强调 $r$ 是从0开始计数的“位置索引”,而非项数。
适合类型:形象记忆型学生** **讲解策略:** 使用“积木搭建”类比。把 $(a+b)^n$ 看作由 $n$ 个盒子,每个盒子里选 $a$ 或 $b$。通项公式就是“配方”: 1. **选法
$C_n^r$(从 $n$ 个位置里选 $r$ 个放 $b$)。 2. 剩余:剩下的 $n-r$ 个位置放 $a$,即 $a^{n-r}$。 3. 选定:选定的 $r$ 个位置放 $b$,即 $b^r$。 口诀:“系数选位置,指数看剩余”。让学生记住 $r$ 是 $b$ 的次数,也是被选中的位置数。
适合类型:解题技巧型学生** **讲解策略:** 直接给出“三步解题法”模板,强调机械执行以降低出错率。 1. **写通项
默写 $T_{r+1} = C_n^r a^{n-r} b^r$。 2. 定指数:根据题目要求(如常数项、$x^k$ 项),令 $a$ 或 $b$ 的总指数等于目标值。 3. 解方程:解出 $r$,代回求系数。 特别强调:$r$ 必须是 $0$ 到 $n$ 之间的整数,若解出非整数或超出范围,则该项不存在。
看不明白?看一段视频 ▾待生成
练一道
基础题
求 $(x-2)^5$ 展开式中 $x^3$ 的系数。
变式
若 $(x+\frac{1}{x})^n$ 的展开式中第 4 项是常数项,求 $n$ 的值。
试试手自己判
检测题
求 $(2x - \frac{1}{3})^6$ 展开式中常数项的值。
看答案和判分标准
答案:$-\frac{16}{243}$
判对标准:
1. 正确写出通项 $T_{r+1} = C_6^r (2x)^{6-r} (-\frac{1}{3})^r$。
2. 正确令 $x$ 的指数为 0,即 $6-r=0$,解得 $r=6$。
3. 正确计算系数:$C_6^6 \cdot 2^0 \cdot (-\frac{1}{3})^6 = 1 \cdot 1 \cdot \frac{1}{729}$? 错误!
*修正判对标准*:
1. 通项:$T_{r+1} = C_6^r (2x)^{6-r} (-\frac{1}{3})^r$。
2. 常数项要求 $x$ 指数为 0,故 $6-r=0 \Rightarrow r=6$。
3. 代入计算:$C_6^6 \cdot 2^0 \cdot (-\frac{1}{3})^6 = 1 \cdot 1 \cdot \frac{1}{729}$。
*等等,题目是 $(2x - 1/3)^6$,常数项是 $(-1/3)^6 = 1/729$。*
*让我重新设计一个更典型的检测题,避免纯常数项太简单。*

**重新设计检测题:
容易错在哪儿 ▾点开看
这一步没懂?写一句问老师 ›
内容由卡片自动生成 · 有不对的地方告诉老师
这张卡有问题?告诉老师 ›