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二项式系数性质

概率与统计 · 高三
讲清楚它是什么

定义 二项式系数 $C_n^k$ 随 $k$ 变化呈现先增后减的对称分布,且中间项系数最大。

从哪来 本知识点为高三复习起点,直接建立在高一学习的二项式定理及组合数公式基础之上。

为什么 核心逻辑源于组合数的递推关系 $\frac{C_n^k}{C_n^{k-1}} = \frac{n-k+1}{k}$。 当 $k < \frac{n+1}{2}$ 时,比值大于 1,系数递增;当 $k > \frac{n+1}{2}$ 时,比值小于 1,系数递减。 同时,由 $C_n^k = C_n^{n-k}$ 可知其关于中心轴对称。这种“单峰”且“对称”的结构是组合数代数性质的必然结果。

讲法
适合:逻辑推导型、喜欢探究原理的学生 从比值法入手。让学生计算 $\frac{C_n^k}{C_n^{k-1}}$,通过解不等式 $\frac{n-k+1}{k} > 1$ 确定递增区间。强调这是代数证明,不依赖图形,严谨且普适。
讲法
适合:直观形象型、空间感强的学生 利用杨辉三角(Pascal's Triangle)的几何特征。让学生观察每一行数字的排列,发现“两边小、中间大”的山峰形状,以及左右对称性。通过数数或画图建立感性认识,再过渡到公式。
讲法
适合:应试技巧型、追求解题速度的学生 直接记忆结论口诀:“奇数项中间最大,偶数项中间两项相等且最大”。配合 $n$ 的奇偶性分类讨论,快速定位最大系数项的位置,强调在选择题和填空题中的秒杀技巧。
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练一道
基础题
求 $(1+x)^{10}$ 展开式中二项式系数最大的项。
变式
若 $(1+x)^n$ 展开式中,二项式系数最大的项比其前一项大 2 倍,求 $n$。
试试手自己判
检测题
$(1+x)^7$ 展开式中,二项式系数最大的项是第几项?
看答案和判分标准
答案:第 4 项和第 5 项。
判对标准:
1. 学生能指出 $n=7$ 为奇数。
2. 能得出最大二项式系数为 $C_7^3$ 和 $C_7^4$。
3. 能正确对应项数:$C_7^3$ 是第 4 项($T_4$),$C_7^4$ 是第 5 项($T_5$)。
4. 若只答“第 4 项”或“第 5 项”之一,判为半对;若答“第 4 项和第 5 项”,判为全对。
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