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3.1 对称性

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 二项展开式中,与首项距离相等的两项系数相等,即 $C_n^k = C_n^{n-k}$。

从哪来 建立在 5.2 二项式系数的性质 之上,具体依赖于组合数公式 $C_n^m = \frac{n!}{m!(n-m)!}$ 的代数结构。

为什么 从组合意义看,从 $n$ 个不同元素中取出 $k$ 个,等价于剩下 $n-k$ 个,故 $C_n^k = C_n^{n-k}$。 从代数推导看,利用阶乘定义: $$ C_n^k = \frac{n!}{k!(n-k)!} $$ $$ C_n^{n-k} = \frac{n!}{(n-k)![n-(n-k)]!} = \frac{n!}{(n-k)!k!} $$ 两者分子分母完全一致,故相等。这揭示了二项式系数序列关于中间项对称分布的本质。

代数推导法** 直接代入组合数公式,通过交换分母中 $k!$ 和 $(n-k)!$ 的位置,证明两者恒等。 **适合学生
逻辑严密、擅长代数运算、喜欢从公式出发的学生。
组合意义法** 提问:“从10个人里选3个当组长,和从10个人里选7个不当组长,这两种选法是一回事吗?”引导学生理解“选出来”和“没选出来”是一一对应的,从而直观理解 $C_{10}^3 = C_{10}^7$。 **适合学生
抽象思维稍弱、喜欢具体情境、对纯代数推导感到枯燥的学生。
图形观察法** 列出杨辉三角的前几行,让学生观察数字排列。指出每一行左右两端的数字相同,向中间靠拢时数字也成对出现。让学生自己发现“镜像”规律,再引出公式。 **适合学生
视觉型学习者、喜欢从具体实例归纳规律的学生。
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练一道
变式
若 $(1+x)^n$ 的展开式中,第5项的系数是第3项系数的7倍,求 $n$ 的值,并指出哪两项的系数最大。
试试手自己判
检测题
在 $(1+x)^{20}$ 的展开式中,系数最大的项是第几项?
看答案和判分标准
答案:第11项。
判对标准:
1. 学生需指出 $n=20$ 为偶数。
2. 需说明最大系数出现在 $k = n/2 = 10$ 处。
3. 需正确转换 $k=10$ 为第 $10+1=11$ 项。
4. 若回答“第10项”或“第11项和第12项”均判错。
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