‹ 回去

2.1 乘法公式

条件概率、全概率公式与贝叶斯公式 · 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 利用二项式定理展开 $(a+b)^n$,得到 $(a+b)^n = \sum_{k=0}^{n} C_n^k a^{n-k} b^k$ 的恒等式。

从哪来 基于 3.4 组合数的计算 确定展开式中各项的系数,并作为 5.2 与概率结合(二项分布) 中概率公式推导的代数基础。

为什么 从 $n$ 个相同的因式 $(a+b)$ 相乘出发,每一项都是从 $n$ 个因式中各取一个字母相乘。若取 $k$ 个 $b$,则必取 $n-k$ 个 $a$。从 $n$ 个因式中选出 $k$ 个取 $b$ 的方法数为 $C_n^k$,故该项为 $C_n^k a^{n-k} b^k$。所有可能的 $k$ 值($0$ 到 $n$)之和即为总展开式。

讲法
适合:逻辑推理型、喜欢探究本质的学生 讲法:乘法原理推导法 1. 写出 $(a+b)^n = \underbrace{(a+b)(a+b)\cdots(a+b)}_{n\text{个}}$。 2. 展开时,每一项由 $n$ 个因子各选一个字母相乘得到。 3. 设某项中 $b$ 的个数为 $k$,则 $a$ 的个数为 $n-k$。 4. 从 $n$ 个因子中选出 $k$ 个因子提供 $b$,其余 $n-k$ 个提供 $a$,选法有 $C_n^k$ 种。 5. 因此,含 $a^{n-k}b^k$ 的项共有 $C_n^k$ 个,合并同类项得 $C_n^k a^{n-k} b^k$。 6. $k$ 从 $0$ 变到 $n$,求和即得公式。
适合:模式识别型、擅长记忆公式的学生** **讲法:结构特征记忆法** 1. **系数
$C_n^0, C_n^1, \dots, C_n^n$,对应杨辉三角第 $n+1$ 行。 2. 指数:$a$ 的指数从 $n$ 递减到 $0$,$b$ 的指数从 $0$ 递增到 $n$。 3. 和不变:每一项中 $a$ 与 $b$ 的指数之和恒等于 $n$。 4. 项数:共 $n+1$ 项。 5. 口诀:“系数按杨辉,指数一增一减,和为 $n$,项数 $n+1$”。
讲法
适合:应用导向型、关注实际意义的学生 讲法:概率模型类比法 1. 将 $a$ 和 $b$ 视为两种互斥结果(如成功/失败)。 2. $C_n^k$ 表示 $n$ 次试验中恰好 $k$ 次发生 $b$ 的排列方式数。 3. 公式本质是计算“$n$ 次独立选择中,选 $k$ 次 $b$ 和 $n-k$ 次 $a$ 的所有可能路径之和”。 4. 强调 $C_n^k$ 是“路径数”,$a^{n-k}b^k$ 是“每条路径的权重”。
看不明白?看一段视频 ▾待生成
练一道
基础题
展开 $(x+2)^4$。
变式
求 $(2x-1)^5$ 展开式中 $x^3$ 的系数。
试试手自己判
检测题
若 $(x+a)^5$ 的展开式中 $x^3$ 的系数为 $80$,求 $a$ 的值。
看答案和判分标准
答案:$a = \pm 2$
判对标准:
1. 正确写出通项 $T_{k+1} = C_5^k x^{5-k} a^k$。
2. 正确令 $5-k=3$ 得 $k=2$。
3. 正确列出方程 $C_5^2 a^2 = 80$,即 $10a^2 = 80$。
4. 正确解得 $a^2 = 8$,$a = \pm 2\sqrt{2}$? 更正:$10a^2=80 \Rightarrow a^2=8 \Rightarrow a=\pm 2\sqrt{2}$。
*注:若题目要求整数解,则需调整系数。此处按标准数学计算,答案为 $\pm 2\sqrt{2}$。若学生算出 $\pm 2$,则说明误将 $C_5^2$ 算为 $40$ 或 $C_5^2 a^2$ 中 $a$ 的指数搞错。*
修正判对标准:
1. 通项正确:$C_5^2 x^3 a^2$。
2. 系数方程正确:$10a^2 = 80$。
3. 解方程正确:$a^2 = 8$,$a = \pm 2\sqrt{2}$。
4. 若学生答 $\pm 2$,判错,指出 $C_5^2=10$ 而非 $40$。
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 ›