高二人教A版数学选修2-3导学案:1.3二项式定理
36750_《二项式定理》教案1(人教A版选修2-3)

1.3二项式定理学习目标:1理解和掌握二项式系数的性质,并会简单的应用; 2.初步了解用赋值法是解决二项式系数问题;3.能用函数的观点分析处理二项式系数的性质,提高分析问题和解决问题的能力 学习重点:二项式系数的性质及其对性质的理解和应用 学习难点:二项式系数的性质及其对性质的理解和应用授课类型:新授课课时安排:1课时教具:多媒体、实物投影仪 教学过程: 一、复习引入:1.二项式定理及其特例: (1)01()()nnnr n r r n nn n n n a b C a C a b C a b C b n N -*+=+++++∈,(2)1(1)1nr rn n n x C x C x x +=+++++.2.二项展开式的通项公式:1rn rr r n T C ab -+=3.求常数项、有理项和系数最大的项时,要根据通项公式讨论对r 的限制;求有理项时要注意到指数及项数的整数性二、讲解新课:1 二项式系数表(杨辉三角)()n a b +展开式的二项式系数,当n 依次取1,2,3…时,二项式系数表,表中每行两端都是1,除1以外的每一个数都等于它肩上两个数的和2.二项式系数的性质:()n a b +展开式的二项式系数是0n C ,1n C ,2n C ,…,n n C .rn C 可以看成以r 为自变量的函数()f r定义域是{0,1,2,,}n ,例当6n =时,其图象是7个孤立的点(如图)(1)对称性.与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等(∵mn mn n C C -=).直线2nr=是图象的对称轴. (2)增减性与最大值.∵1(1)(2)(1)1!kk nn n n n n k n k C C k k----+-+==⋅, ∴k n C 相对于1k n C -的增减情况由1n k k -+决定,1112n k n k k -++>⇔<, 当12n k +<时,二项式系数逐渐增大.由对称性知它的后半部分是逐渐减小的,且在中间取得最大值;当n 是偶数时,中间一项2n n C 取得最大值;当n 是奇数时,中间两项12n nC -,12n nC+取得最大值.(3)各二项式系数和: ∵1(1)1nr r n n n x C x C x x +=+++++,令1x =,则0122nr nn n n n n C C C C C =++++++三、讲解范例:例1.在()na b +的展开式中,奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和 证明:在展开式01()()nnnr n r rn nn n n n a b C a C a b C a b C b n N -*+=+++++∈中,令1,1a b ==-,则0123(11)(1)n n nnn n n n C C C C C -=-+-++-,即02130()()n n n n C C C C =++-++,∴0213n n n n C C C C ++=++,即在()na b +的展开式中,奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和. 说明:由性质(3)及例1知021312n n n n n C C C C -++=++=.例2.已知7270127(12)x a a x a x a x -=++++,求:(1)127a a a +++;(2)1357a a a a +++;(3)017||||||a a a +++.解:(1)当1x =时,77(12)(12)1x -=-=-,展开式右边为∴0127a a a a ++++1=-,当0x =时,01a =,∴127112a a a +++=--=-,(2)令1x =,0127a a a a ++++1=-①令1x =-,7012345673a a a a a a a a -+-+-+-=②①-②得:713572()13a a a a +++=--,∴1357a a a a +++=7132+-.(3)由展开式知:1357,,,a a a a 均为负,0248,,,a a a a 均为正, ∴由(2)中①+②得:702462()13a a a a +++=-+,∴70246132a a a a -++++=,∴017||||||a a a +++=01234567a a a a a a a a -+-+-+-例3.求(1+x)+(1+x)2+…+(1+x)10展开式中x 3的系数解:)x 1(1])x 1(1)[x 1(x 1)x 1()x 1(10102+-+-+=+++++)(=xx x )1()1(11+-+,∴原式中3x 实为这分子中的4x ,则所求系数为711C 例4.在(x 2+3x+2)5的展开式中,求x 的系数 解:∵5552)2x ()1x ()2x 3x (++=++∴在(x+1)5展开式中,常数项为1,含x 的项为x 5C 15=,在(2+x)5展开式中,常数项为25=32,含x 的项为x 80x 2C 415=∴展开式中含x 的项为x 240)32(x 5)x 80(1=+⋅, ∴此展开式中x 的系数为240 例5.已知n2)x 2x (-的展开式中,第五项与第三项的二项式系数之比为14;3,求展开式的常数项解:依题意2n 4n 2n 4n C 14C 33:14C :C =⇒=∴3n(n-1)(n-2)(n-3)/4!=4n(n-1)/2!⇒n=10 设第r+1项为常数项,又2r 510r 10r r 2r10r 101r x C )2()x2()x (C T --+-=-=令2r 02r510=⇒=-, .180)2(C T 221012=-=∴+此所求常数项为180四、课堂练习:(1)()2025x y -的展开式中二项式系数的和为,各项系数的和为,二项式系数最大的项为第项;(2)1)nx的展开式中只有第六项的二项式系数最大,则第四项为. (3)0n C +12n C +24n C ++2n n n C 729=,则123nn n n n C C C C ++++=()A .63 B.64 C.31 D.32(4)已知:5025001250(2)a a x a x a x =++++,求:2202501349()()a a a a a a +++-+++的值答案:(1)202,203,11; (2)展开式中只有第六项的二项式系数最大,∴10n =,3734101()T C x==;(3)A .五、小结:1.性质1是组合数公式rn rn nC C -=的再现,性质2是从函数的角度研究的二项式系数的单调性,性质3是利用赋值法得出的二项展开式中所有二项式系数的和;2.因为二项式定理中的字母可取任意数或式,所以在解题时根据题意,给字母赋值,是求解二项展开式各项系数和的一种重要方法 六、课后作业: 七、板书设计(略) 八、课后记:求60.998的近似值,使误差小于0.001.解:66011666660.998(10.002)(0.002)(0.002)C C C =-=+-++-,展开式中第三项为2260.0020.00006C =,小于0.001,以后各项的绝对值更小,可忽略不计,∴6611660.998(10.002)(0.002)0.998C C =-≈+-=, 一般地当a 较小时(1)1na na +≈+。
高中数学人教A版选修(2-3)1.3.1《二项式定理》教案

§1.3.1二项式定理教学目标:知识与技能:进一步掌握二项式定理和二项展开式的通项公式 过程与方法:能解决二项展开式有关的简单问题情感、态度与价值观:教学过程中,要让学生充分体验到归纳推理不仅可以猜想到一般性的结果,而且可以启发我们发现一般性问题的解决方法。
教学重点:二项式定理及通项公式的掌握及运用 教学难点:二项式定理及通项公式的掌握及运用 授课类型:新授课 课时安排:3课时 内容分析:二项式定理是初中乘法公式的推广,是排列组合知识的具体运用,是学习概率的重要基础.这部分知识具有较高应用价值和思维训练价值.中学教材中的二项式定理主要包括:定理本身,通项公式,杨辉三角,二项式系数的性质等.通过二项式定理的学习应该让学生掌握有关知识,同时在求展开式、其通项、证恒等式、近似计算等方面形成技能或技巧;进一步体会过程分析与特殊化方法等等的运用;重视学生正确情感、态度和世界观的培养和形成.二项式定理本身是教学重点,因为它是后面一切结果的基础.通项公式,杨辉三角,特殊化方法等意义重大而深远,所以也应该是重点.二项式定理的证明是一个教学难点.这是因为,证明中符号比较抽象、需要恰当地运用组合数的性质2、需要用到不太熟悉的数学归纳法.在教学中,努力把表现的机会让给学生,以发挥他们的自主精神;尽量创造让学生活动的机会,以让学生在直接体验中建构自己的知识体系;尽量引导学生的发展和创造意识,以使他们能在再创造的氛围中学习.教学过程:一、复习引入:⑴22202122222()2a b a ab b C a C ab C b +=++=++;⑵33223031222333333()33a b a a b ab b C a C a b C ab C b +=+++=+++⑶4()()()()()a b a b a b a b a b +=++++的各项都是4次式, 即展开式应有下面形式的各项:4a ,3a b ,22a b ,3ab ,4b ,展开式各项的系数:上面4个括号中,每个都不取b 的情况有1种,即04C 种,4a 的系数是04C ;恰有1个取b 的情况有14C 种,3a b 的系数是14C ,恰有2个取b 的情况有24C 种,22a b 的系数是24C ,恰有3个取b 的情况有34C 种,3ab 的系数是34C ,有4都取b 的情况有44C 种,4b 的系数是44C ,∴40413222334444444()a b C a C a b C a b C a b C b +=++++.二、讲解新课:二项式定理:01()()n n nr n r r n nn n n n a b C a C a b C a b C b n N -*+=+++++∈⑴()na b +的展开式的各项都是n 次式,即展开式应有下面形式的各项:n a ,n a b ,…,n r r a b -,…,n b ,⑵展开式各项的系数:每个都不取b 的情况有1种,即0n C 种,n a 的系数是0n C ; 恰有1个取b 的情况有1n C 种,n a b 的系数是1n C ,……, 恰有r 个取b 的情况有r n C 种,n rr ab -的系数是r n C ,……,有n 都取b 的情况有n n C 种,nb 的系数是nn C ,∴01()()n n nr n r r n nn n n n a b C a C a b C a b C b n N -*+=+++++∈,这个公式所表示的定理叫二项式定理,右边的多项式叫()na b +的二项展开式,⑶它有1n +项,各项的系数(0,1,)rn C r n =叫二项式系数,⑷r n rr n C ab -叫二项展开式的通项,用1r T +表示,即通项1r n r rr n T C a b -+=.⑸二项式定理中,设1,a b x ==,则1(1)1n r rn n n x C x C x x +=+++++三、讲解范例:例1.展开41(1)x+.解一: 411233444411111(1)1()()()()C C C x x x x x+=++++23446411x x x x =++++.解二:4444413123444111(1)()(1)()1x x C x C x C x x x x⎡⎤+=+=++++⎣⎦ 23446411x x x x=++++.例2.展开6.解:6631(21)x x =-61524332216666631[(2)(2)(2)(2)(2)(2)1]x C x C x C x C x C x x=-+-+-+ 32236012164192240160x x x x x x =-+-+-+.例3.求12()x a +的展开式中的倒数第4项解:12()x a +的展开式中共13项,它的倒数第4项是第10项,9129933939911212220T C x a C x a x a -+===.例4.求(1)6(23)a b +,(2)6(32)b a +的展开式中的第3项.解:(1)24242216(2)(3)2160T C a b a b +==, (2)24242216(3)(2)4860T C b a b a +==.点评:6(23)a b +,6(32)b a +的展开后结果相同,但展开式中的第r 项不相同例5.(1)求9(3x+的展开式常数项; (2)求9(3x +的展开式的中间两项 解:∵399292199()33r r r r r r r x T C C x ---+==⋅, ∴(1)当390,62r r -==时展开式是常数项,即常数项为637932268T C =⋅=; (2)9(3x +的展开式共10项,它的中间两项分别是第5项、第6项,489912593423T C xx--=⋅=,15951092693T C x --=⋅=例6.(1)求7(12)x +的展开式的第4项的系数;(2)求91()x x-的展开式中3x 的系数及二项式系数解:7(12)x +的展开式的第四项是333317(2)280T C x x +==,∴7(12)x +的展开式的第四项的系数是280. (2)∵91()x x-的展开式的通项是9921991()(1)r rr r r r r T C xC x x--+=-=-, ∴923r -=,3r =,∴3x 的系数339(1)84C -=-,3x 的二项式系数3984C =.例7.求42)43(-+x x 的展开式中x 的系数分析:要把上式展开,必须先把三项中的某两项结合起来,看成一项,才可以用二项式定理展开,然后再用一次二项式定理,,也可以先把三项式分解成两个二项式的积,再用二项式定理展开解:(法一)42)43(-+x x 42]4)3[(-+=x x02412344(3)(3)4C x x C x x =+-+⋅22224(3)4C x x ++⋅3234444(3)44C x x C -+⋅+⋅,显然,上式中只有第四项中含x 的项,∴展开式中含x 的项的系数是76843334-=⋅⋅-C(法二):42)43(-+x x 4)]4)(1[(+-=x x 44)4()1(+-=x x)(4434224314404C x C x C x C x C +-+-=0413222334444444(4444)C x C x C x C x C +⋅+⋅+⋅+⋅∴展开式中含x 的项的系数是34C -334444C +768-=.例8.已知()()nm x x x f 4121)(+++= *(,)m n N ∈的展开式中含x 项的系数为36,求展开式中含2x 项的系数最小值分析:展开式中含2x 项的系数是关于n m ,的关系式,由展开式中含x 项的系数为36,可得3642=+n m ,从而转化为关于m 或n 的二次函数求解解:()()1214m nx x +++展开式中含x 的项为1124m n C x C x ⋅+⋅=11(24)m n C C x + ∴11(24)36m n C C +=,即218m n +=,()()1214mnx x +++展开式中含2x 的项的系数为t =222224mn C C +222288m m n n =-+-, ∵218m n +=, ∴182m n =-,∴222(182)2(182)88t n n n n =---+-216148612n n =-+23715316()44n n =-+,∴当378n =时,t 取最小值,但*n N ∈, ∴ 5n =时,t 即2x 项的系数最小,最小值为272,此时5,8n m ==.例9.已知n 的展开式中,前三项系数的绝对值依次成等差数列,(1)证明展开式中没有常数项;(2)求展开式中所有的有理项 解:由题意:1221121()22n n C C ⋅=+⋅,即0892=+-n n ,∴8(1n n ==舍去)∴818(rr rr T C-+=⋅82481()2r r r r C x x --=-⋅⋅()1638412r rr r C x -=-⋅08r r Z ≤≤⎛⎫⎪∈⎝⎭①若1+r T 是常数项,则04316=-r,即0316=-r , ∵r Z ∈,这不可能,∴展开式中没有常数项; ②若1+r T 是有理项,当且仅当4316r-为整数, ∴08,r r Z ≤≤∈,∴ 0,4,8r =,即 展开式中有三项有理项,分别是:41x T =,x T 8355=,292561-=x T例10.求60.998的近似值,使误差小于0.001.解:66011666660.998(10.002)(0.002)(0.002)C C C =-=+-++-,展开式中第三项为2260.0020.00006C =,小于0.001,以后各项的绝对值更小,可忽略不计,∴66011660.998(10.002)(0.002)0.998C C =-≈+-=,一般地当a 较小时(1)1na na +≈+四、课堂练习:1.求()623a b +的展开式的第3项.2.求()632b a +的展开式的第3项. 3.写出n 33)x21x (-的展开式的第r+1项.4.求()732x x+的展开式的第4项的二项式系数,并求第4项的系数.5.用二项式定理展开:(1)5(a +;(2)5(2. 6.化简:(1)55)x 1()x 1(-++;(2)4212142121)x3x 2()x3x 2(----+7.()5lg xx x +展开式中的第3项为610,求x .8.求nx x 21⎪⎭⎫ ⎝⎛-展开式的中间项答案:1. 262242216(2)(3)2160T C a b a b -+== 2. 262224216(3)(2)4860T C b a a b -+==3.2311(2rn rr n r rr r n n T C C x --+⎛⎫==- ⎪⎝⎭4.展开式的第4项的二项式系数3735C =,第4项的系数3372280C =5. (1)552(510105a a a a a b =++; (2)52315(2328x x x x =+-. 6. (1)552(1(122010x x +=++;(2)1111442222432(23)(23)192x x x x x x--+--=+7. ()5lg xx x +展开式中的第3项为232lg 632lg 551010xx C xx ++=⇒=22lg 3lg 50x x ⇒+-=5lg 1,lg 2x x ⇒==-10,x x ⇒==8. nx x 21⎪⎭⎫ ⎝⎛-展开式的中间项为2(1)n nn C -五、小结 :二项式定理的探索思路:观察——归纳——猜想——证明;二项式定理及通项公式的特点六、课后作业: P36 习题1.3A 组1. 2. 3.4 七、板书设计(略)八、教学反思:(a+b) n=这个公式表示的定理叫做二项式定理,公式右边的多项式叫做 (a+b)n的 ,其中rn C (r=0,1,2,……,n )叫做 , 叫做二项展开式的通项,它是展开式的第 项,展开式共有 个项. 掌握二项式定理和二项展开式的通项公式,并能用它们解决与二项展开式有关的简单问题。
高中数学1.3.1二项式定理(3)教案新人教A版选修2-3

高中数学 1.3.1二项式定理(3)教案 新人教A 版选修2-3 课题: 第 课时 总序第 个教案课型: 新授课 编写时时间: 年 月 日 执行时间: 年 月 日 教学目标: 知识与技能:进一步掌握二项式定理和二项展开式的通项公式过程与方法:能解决二项展开式有关的简单问题情感、态度与价值观:教学过程中,要让学生充分体验到归纳推理不仅可以猜想到一般性的结果,而且可以启发我们发现一般性问题的解决方法。
批注教学重点:二项式定理及通项公式的掌握及运用教学难点:二项式定理及通项公式的掌握及运用教学用具:多媒体、实物投影仪教学方法:能解决二项展开式有关的简单问题教学过程:例9.已知41()2n x x -的展开式中,前三项系数的绝对值依次成等差数列,(1)证明展开式中没有常数项;(2)求展开式中所有的有理项解:由题意:1221121()22n n C C ⋅=+⋅,即0892=+-n n ,∴8(1n n ==舍去)∴()81841()2r rr r T C x x -+=⋅-82481()2r r r r C x x --=-⋅⋅()1638412r r r r C x -=-⋅08r r Z ≤≤⎛⎫ ⎪∈⎝⎭①若1+r T 是常数项,则04316=-r ,即0316=-r , ∵r Z ∈,这不可能,∴展开式中没有常数项; ②若1+r T 是有理项,当且仅当4316r -为整数, ∴08,r r Z ≤≤∈,∴ 0,4,8r =,即 展开式中有三项有理项,分别是:41x T =,x T 8355=,292561-=x T例10.求60.998的近似值,使误差小于0.001.解:66011666660.998(10.002)(0.002)(0.002)C C C =-=+-++-, 展开式中第三项为2260.0020.00006C =,小于0.001,以后各项的绝对值更小,可忽略不计,∴66011660.998(10.002)(0.002)0.998C C =-≈+-=,一般地当a 较小时(1)1n a na +≈+四、课堂练习:1.求()623a b +的展开式的第3项.2.求()632b a +的展开式的第3项.3.写出n 33)x21x (-的展开式的第r+1项. 4.求()732x x +的展开式的第4项的二项式系数,并求第4项的系数.5.用二项式定理展开:(1)53()a b +;(2)52()2x x-. 6.化简:(1)55)x 1()x 1(-++;(2)4212142121)x 3x 2()x3x 2(----+ 7.()5lg x x x +展开式中的第3项为610,求x . 8.求nx x 21⎪⎭⎫ ⎝⎛-展开式的中间项 答案:1. 262242216(2)(3)2160T C a b a b -+==2. 262224216(3)(2)4860T C b a a b -+==3. 2331311()()22rn r r n r r r r n n T C x C x x --+⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭ 4.展开式的第4项的二项式系数3735C =,第4项的系数3372280C =5. (1)335543222333()510105a b a a b a b a b ab b b b +=+++++;(2)5223215()52040322328x x x x x x x x x x x x x-=-+-+-. 6. (1)552(1)(1)22010x x x x ++-=++;(2)1111442222432(23)(23)192x x x x x x--+--=+7. ()5lg x x x +展开式中的第3项为232lg 632lg 551010xx C x x ++=⇒=22lg 3lg 50x x ⇒+-=5lg 1,lg 2x x ⇒==-1010,1000x x ⇒== 8. nx x 21⎪⎭⎫ ⎝⎛-展开式的中间项为2(1)n n n C - 五、小结 :二项式定理的探索思路:观察——归纳——猜想——证明;二项式定理及通项公式的特点六、课后作业:习题1.3A 组1. 2. 3.4教学后记:教材的探求过程将归纳推理与演绎推理有机结合起来,是培养学生数学探究能力的极好载体,教学过程中,要让学生充分体验到归纳推理不仅可以猜想到一般性的结果,而且可以启发我们发现一般性问题的解决方法。
高中数学人教A版选修2-3教案-1.3 二项式定理_教学设计_教案

教学准备
1. 教学目标
2.重点难点: 二项式定理,和二项展开式的性质。
3.思维方式:一般与特殊的转化,赋值法的应用。
2. 教学重点/难点
2.重点难点: 二项式定理,和二项展开式的性质。
3.思维方式:一般与特殊的转化,赋值法的应用。
3. 教学用具
4. 标签
教学过程
2.重点难点: 二项式定理,和二项展开式的性质。
3.思维方式:一般与特殊的转化,赋值法的应用。
有理项为。
【思维点拨】求展开式中某一特定的项的问题时,常用通项公式,用待定系数法确定r。
【思维点拨】密切注意通项公式的使用。
练习:(优化设计P180思考讨论)
【思维点拨】这类是二项式定理的应用问题,它的取舍根据题目而定。
三、课堂小结:
1、二项式定理及二项式系数的性质。
通项公式。
2、要取分二项式系数与展开式项的系数的异同。
3、证明组合恒等式常用赋值法。
四、作业布置优化设计P180。
最新整理高二数学教案(新人教A版选修2-3)二项式定理教案.docx

最新整理高二数学教案(新人教A版选修2-3)二项
式定理教案
1.3二项式定理
学习目标:
1 掌握二项式定理和二项式系数的性质。
2.能灵活运用展开式、通项公式、二项式系数的性质解题
学习重点:如何灵活运用展开式、通项公式、二项式系数的性质解题
学习难点:如何灵活运用展开式、通项公式、二项式系数的性质解题
授课类型:新授课
课时安排:1课时
教具:多媒体、实物投影仪
教学过程:
一、复习引入:
1.二项式定理及其特例:
(1),
(2) .
2.二项展开式的通项公式:
3.求常数项、有理项和系数最大的项时,要根据通项公式讨论对的限制;求有理项时要注意到指数及项数的整数性
4 二项式系数表(杨辉三角)
展开式的二项式系数,当依次取…时,二项式系数表,表中每行两端都是,除以外的每一个数都等于它肩上两个数的和
5.二项式系数的性质:
展开式的二项式系数是,,,…,.可以看成以为自变量的函数,定义域是,例当时,其图象是个孤立的点(如图)
(1)对称性.与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等(∵).
直线是图象的对称轴.
(2)增减性与最大值:当是偶数时,中间一项取得最大值;当是奇数时,中间两项,取得最大值.
(3)各二项式系数和:
∵,
令,则
二、讲解范例:
例1.设,
当时,求的值
解:令得:
,
∴,
点评:对于,令即可得各项系数的和的值;令即,可得奇数项系数和与偶数项和的关系
例2.求证:.
证(法一)倒序相加:设①
又∵②
∵,∴,
由①+②得:,
∴,即.。
高中数学 1.3.1二项式定理教学案 新人教a版选修2-3

§1.3.1 二项式定理【教学目标】1.理解二项式定理及推导方法,识记二项展开式的有关特征,能对二项式定理进行简单应用;2.通过对二项式定理内容的研究,体验特殊到一般的发现规律,一般到特殊指导实践的认识事物过程。
【教学重难点】教学重点:二项式定理的内容及归纳过程;教学难点:在二项式展开的过程中,发现各项及各项系数的规律。
【教学过程】一、设置情景,引入课题引入:二项式定理研究的是(a+b)n的展开式。
如(a+b)2=a2+2ab+b2, (a+b)3=?,(a+b)4=?,那么(a+b)n的展开式是什么呢?二、引导探究,发现规律1、多项式乘法的再认识问题1:(a1+ b1)(a2+b2) (a3+ b3)展开式中每一项是怎样构成的?展开式有几项?2、(a+b)3展开式的再认识问题2:将上式中,若令a1=a2=a3=a, b1=b2= b3=b,则展开式又是什么?合作探究1:合并同类项后,为什么a2b的系数是3?教师引导:可以发现a2b是从(a+b)(a+b)(a+b)这三个括号中的任意两个中选a,剩下的一个括号中选b;利用组合知识可以得到a2b应该出现了C23· C11=3次,所以a2b的系数是3。
问题3:(a+b)4的展开式又是什么呢?可以对(a+b)4按a或按b进行分类:(1)四个括号中全都取a,得:C44a4(2)四个括号中有3个取a,剩下的1个取b,得:C34 a3· C11b(3)四个括号中有2个取a,剩下的2个取b,得:C24 a2· C22b2(4)四个括号中有1个取a,剩下的3个取b,得:C14 a· C33b3(5)四个括号中全都取b,得:C44b4小结:对于展开式,只要按一个字母分类就可以了,可以按a分类,也可以按b分类,再如:(1)不取b:C04 a4;(2)取1个b:C14a3b;(3)取2个b:C24a2b2;(4)取3个b:C34a b3;(5)取4个b:C44b4,然后将上面各式相加得到展开式。
人教版高中选修2-3《二项式定理》教案

人教版高中选修2-3《二项式定理》教案《人教版高中选修2-3《二项式定理》教案》这是优秀的教学设计文章,希望可以对您的学习工作中带来帮助!1、情景设置问题1:若今天是星期一,再过7天后是星期几?15天后是星期几?怎么算?预期回答:星期一,将问题转化为求“7被7除后算余数”是多少。
问题2:若今天是星期一,再过天后是星期几?怎么算?预期回答:将问题转化为求“被7除后算余数”是多少,也就是研究的展开式是什么?这就是本节课要学的内容,学完本课后,此题就不难求解了。
(设计意图:使学生明确学习目的,用悬念来激发他们的学习动机。
奥苏贝尔认为动机是学习的先决条件,而认知驱力,即学生渴望认知、理解和掌握知识,并能正确陈述问题、顺利解决问题的倾向是学生学习的重要动力。
)2、新授第一步:让学生展开;;问题:以的展开式为例,说出各项字母排列的规律;项数与乘方指数的关系;展开式第二项的系数与乘方指数的关系。
预期回答:①展开式每一项的次数按某一字母降幂排列、另一字母升幂排列,且两个字母的和等于乘方指数;②展开式的项数比乘方指数多1项;③展开式中第二项的系数等于乘方指数。
初步归纳出下式:(※)(设计意图:从特殊到一般,归纳、类比让学生将新的学习材料同自己原有的认知结构联系起来,并纳入到原有认知结构中。
这样的学习是有意义的而不是机械的,是主动建构的而不是被动死记的心理过程。
)继续新授师:为了寻找规律,我们尝试将展开.(设计意图:上述呈现内容是为了搭建“认知桥梁”,用以激活学生认知结构中已有的知识与经验,便于学生进行类比学习,用已有的知识与经验同化当前学习的新知识,并迁移到陌生的情境之中。
) 问题1:以项为例,有几种情况相乘均可得到项?这里的字母各来自哪个括号?问题2:既然以上的字母分别来自4个不同的括号,项的系数你能用组合数来表示吗?问题3:你能将问题2所述的意思改编成一个排列组合的命题吗?(预期答案:有4个括号,每个括号中有两个字母,一个是、一个是。
人教版数学高二A版选修2-3教学设计1.3二项式定理

教学设计1.3二项式定理整体设计教材分析《二项式定理》是多项式运算的推广.在多项式的运算中,把二项式展开成单项式之和的形式,即二项式定理有着非常重要的地位,它是带领我们进入微分学领域大门的一把金钥匙,只是在中学阶段还没有显示的机会.将本小节内容安排在计数原理之后来学习,一方面是因为二项式定理的证明要用到计数原理,可以把它作为计数原理的一个应用,另一方面也为学习随机变量及其分布做准备.另外,由于二项式系数是一些特殊的组合数,由二项式定理可导出一些组合数的恒等式,这对深化组合数的性质有很大好处.总之,二项式定理是综合性较强的、具有联系不同内容作用的知识.二项式定理的学习过程是应用两个计数原理解决问题的典型过程,其基本思想是“先猜后证”.与以往教科书比较,猜想不是通过对n取1、2、3、4的展开式的形式特征的分析而归纳得出,而是直接应用两个计数原理对(a+b)2展开式的项的特征进行分析.这个分析过程不仅使学生对二项式的展开式与两个计数原理之间的内在联系获得认识的基础,而且也是为证明猜想提供了基本思路.课时分配3课时1.3.1二项式定理教学目标知识与技能1.能用计数原理证明二项式定理;2.会用二项式定理解决与二项展开式有关的简单问题.过程与方法1.运用归纳的方法,经历多项式的展开由2到n的过程;2.引导学生借助计数原理与组合知识证明二项式定理.情感、态度与价值观1.培养学生的归纳思想、化归思想,培养探究、研讨、综合自学应用能力;2.培养学生观察、归纳、发现的能力以及分析问题与解决问题的能力;3.培养学生的自主探究意识、合作精神,体验二项式定理的发现和创造历程,体会数学语言的简洁和严谨.培养学生从特殊到一般、从一般到特殊的认知能力.重点难点教学重点:用计数原理分析(a+b)2的展开式,得到二项式定理.教学难点:用计数原理分析二项式的展开过程,发现二项式展开成单项式之和时各项系数的规律.教学过程引入新课我们已学过计数原理、排列、组合的有关概念和公式,请同学们回顾:(1)两个计数原理的内容是什么?(2)排列的定义与排列数公式是什么?(3)组合的定义与组合数公式是什么?活动设计:学生先独立回忆,必要时可以看书,也可以求助同学.活动结果:(板书)(1)分类加法计数原理:完成一件事有两类不同方案,在第1类方案中有m种不同的方法,在第2类方案中有n种不同的方法,那么完成这件事共有N=m+n种不同的方法;分步乘法计数原理:完成一件事需要两个步骤,做第1步有m种不同的方法,做第2步有n种不同的方法,那么完成这件事共有N=m×n种不同的方法.(2)一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素,按照一定的顺序排成一列,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列.A m n=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)=n!(n-m)!. (3)一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素合成一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合.C m n=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)m!=n!m!(n-m)!.设计意图:复习已经学过的计数原理、排列、组合的有关知识,让学生回顾认知基础,形成认知环境,为二项式定理的引入打下基础.提出问题:如何利用两个计数原理得到(a+b)1,(a+b)2,(a+b)3的展开式?活动设计:教师提出问题,引导学生关注展开的两个步骤:(1)用乘法法则展开;(2)合并同类项.学生先独立思考,允许小组合作.活动成果:(a+b)1=a+b(a+b)2=a2+2ab+b2(a+b)3=(a+b)2(a+b)=a3+3a2b+3ab2+b3设计意图:引导学生将(a+b)2与(a+b)3的展开式与两个计数原理联系起来,教师提醒学生,用计数原理分析展开式的项数,应当分析项中的字母是如何选取的,并引导学生分析同类项的个数,得到展开式的系数.探究新知(a+b)4=(a+b)(a+b)(a+b)(a+b)的展开式各项都是4次式,即展开式的各项应该具有如下形式:a4,a3b,a2b2,ab3,b4.提出问题1:(1)以a2b2项为例,有几种情况相乘均可得到a2b2项?这里的字母a,b各来自哪个括号?(2)既然以上字母a,b分别来自4个不同的括号,a2b2项的系数你能用组合数来表示吗?(3)你能将问题(2)所述的意思改编成一个排列组合的命题吗?活动设计:学生自由发言.活动成果:有4个括号,每个括号中有两个字母,一个是a、一个是b.每个括号只能取一个字母,任取两个a、两个b,然后相乘.设计意图:帮助学生找到求出展开式系数的基本方法.提出问题2:请用类比的方法,求出二项展开式中的其他各项系数,并将式子:(a+b)4=(a+b)(a+b)(a+b)(a+b)=()a4+()a3b+()a2b2+()ab3+()b4括号中的系数全部用组合数的形式进行填写.活动设计:先让学生独立思考,然后小组交流,教师巡视指导,并注意与学生交流.活动成果:展开式各项的系数:上面4个括号中,每个都不取b的情况有1种,即C04种,a4的系数是C04;恰有1个取b的情况有C14种,a3b的系数是C14,恰有2个取b的情况有C24种,a2b2的系数是C24,恰有3个取b的情况有C34种,ab3的系数是C34,有4个都取b的情况有C44种,b4的系数是C44,∴(a+b)4=C04a4+C14a3b+C24a2b2+C34a3b+C44b4.设计意图:巩固已有的思想方法,建立猜想与证明二项式定理的认知基础与理论依据.提出问题3:根据以上展开式,你能猜想一下(a+b)n的展开式是什么吗?活动设计:学生独立思考,自由发言,可以小组讨论.活动成果:学生可能猜出正确的展开式,但是不一定按照正确的顺序写出来,也不一定了解其中的规律,我们应该将问题进一步具体化,学生可能更容易发现新知.设计意图:通过学生对(a+b)n展开式的猜想,提高学生的归纳问题的能力,使学生体会新知,发现新知,理解新知,在获得新知的过程中体会数学的乐趣,从而提高学生学习数学的兴趣.提出问题4:请同学们根据猜想完成下式,并对所给答案给出说明:(a+b)n=(_)a n+(_)a n-1b+(_)a n-2b2+…+(_)a n-r b r+…+(_)b n(n∈N*)活动设计:先由学生独立完成,然后组织全班讨论,在讨论过程中要明确每一项的形式及其相应的个数,学生之间可以相互求助、辩论.活动成果:(1)(a+b)n的展开式的各项都是n次式,即展开式应有下面形式的各项:a n,a n-1b,…,a n-rb r,…,b n.(2)展开式各项的系数:每个都不取b的情况有1种,即C0n种,a n的系数是C0n;恰有1个取b的情况有C1n种,a n-1b的系数是C1n,…,恰有r个取b的情况有C r n种,a n-r b r的系数是C r n,…,有n个都取b的情况有C n n种,b n的系数是C n n,∴(a+b)n=C0n a n+C1n a n b+…+C r n a n-r b r+…+C n n b n(n∈N),这个公式叫二项式定理,右边的多项式叫(a+b)n的二项展开式.呈现二项式定理——(a+b)n=C0n a n+C1n a n-1b+C2n a n-2b2+…+C r n a n-r b r+…+C n n b n(n∈N)设计意图:得出二项式定理,体会二项式定理的形成过程,理解二项式定理是由两个计数原理以及组合数公式得到的.由于这是本大节的起始课,按照学习从问题开始、从学生的原有知识结构开始,通过这样的原则与模式进行设计,而且这种意识要贯穿于整个课堂教学的始终,使学生从整体上把握本节要研究的主要问题、主要脉络是什么样的,这样就会使学生清楚本节的学习目标和路线图,是学有目标,研有方向,胸怀全局,先见森林再见树木的学习,其学习效果是不言而喻的.理解新知提出问题1:二项式定理展开式的系数、指数、项数的特点是什么?活动设计:学生自由发言,教师根据前面总结证明的二项展开式进行引导.活动成果:(1)它有n+1项,各项的系数C k n(k=0,1,…n)叫二项式系数;(2)各项的次数都等于二项式的次数n.设计意图:加深对二项式定理、二项展开式等概念、公式的理解.提出问题2:二项式定理展开式的结构特征是什么?哪一项最具有代表性?活动设计:学生自由发言,可以相互讨论,教师进行引导.活动成果:(板书)(1)字母a 按降幂排列,次数由n 递减到0,字母b 按升幂排列,次数由0递增到n ;(2)C k n a n -k b k 叫二项展开式的通项,用T k +1表示,即通项T k +1=C k n a n -k b k ; (3)字母a ,b 可以是数,式子或其他.设计意图:由此,学生得出二项式定理、二项展开式、二项式系数、项的系数、二项展开式的通项等概念,这是本课的重点.运用新知1展开(1+1x)4. 解法一:(1+1x )4=1+C 14(1x )+C 24(1x )2+C 34(1x )3+(1x )4=1+4x +6x 2+4x 3+1x 4. 解法二:(1+1x )4=(1x )4(x +1)4=(1x )4[x 4+C 14x 3+C 24x 2+C 34x +1]=1+4x +6x 2+4x 3+1x 4. 点评:比较复杂的二项式,有时先化简,再展开会更方便.【巩固练习】求(2x -1x)6的展开式. 解:先将原式化简,再展开,得(2x -1x )6=(2x -1x)6=1x 3(2x -1)6=1x 3[(2x)6-C 16(2x)5+C 26(2x)4-C 36(2x)3+C 46(2x)2-C 56(2x)1+C 66]=64x 3-192x 2+240x -160+60x -12x 2+1x 3. 2求(1+2x)7的展开式的第4项的二项式系数、项的系数.思路分析:先把通项写出,分清什么是二项式系数,什么是系数.解:(1+2x)7的展开式的第4项是T 3+1=C 37×17-3×(2x)3=C 37×23×x 3=35×8x 3=280x 3. 所以展开式的第4项的二项式系数是35,系数是280.点评:①要注意展开式的第r +1项,对应于二项式系数C r n ;②要注意一个二项展开式的某一项的二项式系数与这一项的系数是两个不同的概念.有时相等,有时不相等,它们之间没什么必然的联系.【巩固练习】求(x -1x)9的展开式中x 3的系数. 解:(x -1x)9的展开式的通项是 C r 9x 9-r (-1x)r =(-1)r C r 9x 9-2r . 根据题意,得9-2r =3,r =3.因此,x 3的系数是(-1)3C 39=-84.【变练演编】1.(1+2x)7的展开式的第几项的二项式系数等于35?2.(x -1x)9的展开式中,含有x 6项吗?若有,系数为多少?含有x 5项吗?若有,系数为多少?请将你所能想到的所有答案都一一列举出来.1.解:C 37=C 47=35,所以第4项与第5项的二项式系数等于35.2.解:根据通项(-1)r C r 9x 9-2r ,当9-2r =6时,r 无整数解;当9-2r =5时,解得r =2,所以系数为36.所以展开式中,不含x 6项,含有x 5项,系数为36.设计意图:两个题的设计不仅是为了训练学生根据解题需要能熟练地将一个二项式展开,而且可以培养学生的发散性思维能力,并且可以考查学生对知识、问题理解的深刻性和思维的深刻性、全面性.题型的新颖性、开放性更是不言而喻,学生的兴趣会更浓,思维也会更积极.【达标检测】1.求(2a +3b)6的展开式中的第3项.2.求(3b +2a)6的展开式中的第3项的系数.3.求(1+2i)5的展开式.1.解:T 2+1=C 26(2a)4(3b)2=2 160a 4b 2;2.解:T 2+1=C 26(3b)4(2a)2=4 860b 4a 2.所以,(3b +2a)6的展开式中的第3项的系数为4 860. 3.解:因为a =1,b =2i ,n =5,由二项式定理,得(1+2i)5=C 05+C 152i +C 25(2i)2+C 35(2i)3+C 45(2i)4+C 55(2i)5=1+10i -40-80i +80+32i=41-38i课堂小结1.知识收获:二项式定理;二项式定理的表达式以及展开式的通项、二项式系数与系数的概念.2.方法收获:正确区别“项的系数”和“二项式系数”.3.思维收获:类比思想、化归—归纳—猜想—证明思想.补充练习【基础练习】1.已知(1+x)n 的展开式中,x 3的系数是x 的系数的7倍,求n 的值.2.已知(ax +1)7(a≠0)的展开式中,x 3的系数是x 2的系数与x 4的系数的等差中项,求a 的值.【答案或解答】1.依题意C 3n =7C 1n ,即n(n -1)(n -2)6=7n , 由于n ∈N ,整理得n 2-3n -40=0,解得n =8.2.依题意C 57a 2+C 37a 4=2C 47a 3.由于a≠0,整理得5a 2-10a +3=0,解得a =1±105. 【拓展练习】3.计算:(a +1)5-(a -1)5. 4.求证:32n +C 1n ·32n -2+C 2n ·32n -4+…+C n -1n ·32+1=10n . 答案:3.解:(a +1)5-(a -1)5 =[(a)5+C 15(a)4+C 25(a)3+C 35(a)2+C 45a +1]-[(a)5-C 15(a)4+C 25(a)3-C 35(a)2+C 45a -1]=2[C 15(a)4+C 35(a)2+2]=10a 2+20a +4.4.证明:右边=10n =(9+1)n =(32+1)n =32n +C 1n ·32(n-1)+C 2n ·32(n -2)+…+C n -1n ·32+1=32n +C 1n ·32n -2+C 2n ·32n -4+…+C n -1n ·32+1=左边, 故原式得证.设计说明二项式定理是初中乘法公式的推广,是排列组合知识的具体运用,是学习概率的重要基础.本节课的教学重点是“使学生掌握二项式定理的形成过程”,在教学中,采用“问题——探究”的教学模式,把整个课堂分为呈现问题、探索规律、总结规律、应用规律四个阶段.让学生体会研究问题的方式方法,培养学生观察、分析、概括的能力,以及化归意识与方法迁移的能力,体会从特殊到一般的思维方式,让学生体验定理的发现和创造历程.本节课的难点是用计数原理分析二项式的展开过程,发现二项式展开成单项式之和时各项系数的规律.在教学中,设置了对多项式乘法的再认识,引导学生运用计数原理来解决项数问题,明确每一项的特征,为后面二项展开式的推导作铺垫.再以(a+b)4为对象进行探究,引导学生用计数原理进行再思考,分析各项以及项的个数,这也为推导(a+b)n的展开式提供了一种方法,使学生在后续的学习过程中有“法”可依.总之,本节课遵循学生的认识规律,由特殊到一般,由感性到理性.重视学生的参与过程,问题引导,师生互动.重在培养学生观察问题,发现问题,归纳推理问题的能力,从而形成自主探究的学习习惯.备课资料二项式定理的妙用在数学中,有许多美妙的命名和定理.二项式定理就是其中之一.首先,看一看我们的二项式定理:(a+b)n=C0n a n+C1n a n-1b+C2n a n-2b2+…+C r n a n-r b r+…+C n n b n(n∈N*).这个公式所表示的定理就是二项式定理.T r+1=C r n a n-r b r叫做二项展开式的通项公式,在这里r+1才是项数,第一个位置的a按降幂排列,次数由n次降到0次,第二个位置的b按升幂排列,次数由0次升到n次,a、b可以是任意实数,也可以是任意式子,能深刻理解二项式定理的结构特征、通项公式,就有许多美妙的用处.其次,谈谈二项式定理的妙用:1)若在二项式定理中,令a=1、b=1,就能得到C0n+C1n+C2n+…+C n n=2n,即各二项式系数之和等于2n,也是含n个元素的集合的所有子集有2n个,其中非空子集、真子集都有(2n-1)个,非空真子集有(2n-2)个.2)若令a=1、b=-1,则可得C0n-C1n+C2n-C3n+…+(-1)n C n n=(1-1)n=0,即C0n+C2n +…=C1n+C3n+…=2n-1,也就是在(a+b)n的展开式中,奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和且等于2n-1.3)在二项式定理中,若令a=1、b=x,则得到公式(1+x)n=1+C1n x+C2n x2+…+C r n x r+…+C n n x n ,其有鲜明的形式特征,可快速准确地展开类似的二项式.4)充分利用二项式的通项公式可以求出我们所要的任意一项.5)在二项式定理中,若令未知数的系数等于1,就可以得到二项展开式中各项系数之和. f(x)=(px +q)n =a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+…+a n x n ,则有a 0+a 1+a 2+……+a n=f(1),a 0-a 1+a 2-a 3+……+(-1)n a n =f(-1),a 0+a 2+a 4+……=12[f(1)+f(-1)],a 1+a 3+a 5+……=12[f(1)-f(-1)]. 6)用二项式定理可以很好地解决整除问题.例如①求证32n +2-8n -9能被64整除.②求证5151-1能被7整除等.7)在二项式系数表中,淋漓尽致地体现了组合数的两个重要性质:①C r n =C n -r n ,②C r n +1=C r -1n +C r n . 8)二项式系数C r n (r =0、1、2…、n)中,当n 为偶数时,中间一项C n 2n 取得最大值,当n 为奇数时,中间两项C n -12n ,C n +12n 相等且同时取得最大值,且分别是第n 2+1项与第n -12+1项和第n +12+1项. 9)在二项式定理中,使用递推法,即T r ,T r +1,T r +2系数间的关系可以解决系数最值问题.10)利用二项式定理可以解决近似计算问题.11)理解透彻二项式定理的结构关系,能应用它求解、证明许多式子.例如:1+2C 1n +4C 2n +…+2n -1C n -1n +2n C n n=3n ; 2n -C 1n 2n -1+C 2n 2n -2+…+(-1)n -1C n -1n2+(-1)n =1; C 1n +2C 2n +4C 3n +…+2n -1C n n =? 在(2-x)n 中若x n 项的系数为a n (n =2,3,4,…)则22a 2+23a 3+24a 4+ (2)a n=? …总之,巧妙地应用二项式定理可以解决许多有趣实用的问题.希望大家都能喜欢数学,学习数学,应用数学.(设计者:毕晓岩)1.3.2“杨辉三角”与二项式系数的性质教学目标知识与技能1.利用二项式定理得出二项式系数的一些性质;2.能运用二项式系数的性质解决一些简单问题.过程与方法1.熟知二项式系数的对称性、单调性、最大项及所有二项式系数之和等结论;2.熟练运用赋值法求一些代数式的值.情感、态度与价值观1.培养学生观察、归纳、发现的能力以及分析问题与解决问题的能力.2.通过学习“杨辉三角”的有关知识,了解我们国家悠久的文化传统,陶冶学生的爱国主义情操,进一步提升学生学好数学用好数学的决心和勇气,提升学生学习数学的兴趣.重点难点教学重点:了解“杨辉三角”的结构与规律,掌握二项式系数的一些性质,掌握赋值法.教学难点:二项式系数性质的得到和证明,利用二项式系数的性质解决有关问题.教学过程引入新课前面我们学习了二项式定理,请回顾:(1)(a+b)n=__________________(n∈N*),这个公式表示的定理叫做二项式定理,公式右边的多项式叫做(a+b)n的__________________,其中C r n(r=0,1,2,…,n)叫做____________,通项是指展开式的第________________项,展开式共有______________项.(2)什么是二项式系数?什么是系数?活动设计:学生先独立回忆,然后独立发言,其他同学进行补充,必要时可以看书.活动结果:(答案展示)(1)(a+b)n=C0n a n+C1n a n-1b+C2n a n-2b2+…+C r n a n-r b r+…+C n n b n(n∈N)、展开式、二项式系数、r+1、n+1.(2)二项式系数是C r n,系数是变量前的常数.设计意图:通过复习二项式定理的有关知识,为发现杨辉三角的有关性质打下基础,形成知识储备,引出本节课要研究的内容.提出问题:计算(a+b)n展开式的二项式系数并填入下表活动设计:通过学案或者投影展示表格,学生填空,学生之间可以交流,教师指导.活动成果:设计意图:当二项式的次数不大时,可借助它直接写出各项的二项式系数.通过计算填表,让学生发现其中的规律.探究新知提出问题:当表示形式为“三角形”时,该表格有什么规律?活动设计:学生自主解决,自由发言,自主探究.活动成果:(这个表在我国南宋数学家杨辉在1261年所著的《详解九章算法》一书中就出现了,称为杨辉三角.但是在欧洲,这个表被认为是法国数学家帕斯卡首先发现的,他们把这个表称为帕斯卡三角.这就是说,杨辉三角的发现要比欧洲早五百年左右,由此可见我国古代数学的成就是非常值得中华民族自豪的)设计意图:为了使学生建立“杨辉三角”与二项式系数的性质之间关系的直觉,要求学生填表,观察表格,探索规律,体会“表示形式的变化有时能帮助我们发现规律”这句话的深刻哲理与方法,由学生自己说说其中的规律.理解新知提出问题1:观察杨辉三角的每一行,正数第1个数与倒数第1个数,正数第2个数与倒数第2个数,正数第3个数与倒数第3个数,…它们有什么样的等量关系?你能把你的想法概括成一句话吗?活动设计:通过展示表格与杨辉三角,让学生自己观察,发现结论,踊跃发言,勇于探索.活动成果:正数第1个数与倒数第1个数相等,正数第2个数与倒数第2个数相等,正数第3个数与倒数第3个数相等,…(板书)二项式系数的性质(1)对称性:在二项展开式中,与首末两端“等距”的两项的二项式系数相等,即C m n =C n-mn.设计意图:引导学生猜想,猜想是发现的开始.通过杨辉三角得到“对称性”,进一步加深学生对二项式系数性质的掌握,这条性质实际上是组合数的一个性质.提出问题2:观察杨辉三角的相邻两行,看看下一行中除了“1”之外的数与上一行中的数有什么关系?活动设计:学生独立思考,自由发言,可以小组讨论. 活动成果:表中任一不为1的数都等于它肩上的两个数的和,即(板书)(2)C r n +1=C r -1n +C r n .设计意图:通过新发现(杨辉三角),重新验证旧知识,能够提升学生对此公式的理解与掌握,加深学生对二项式系数性质的理解,能够在最大程度上提升学生的认知水平,这条性质实际上是组合数的另外一个性质.提出问题3:观察每一行中的二项式系数的大小变化情况,有单调性吗?有最值吗? 活动设计:学生未必一下能说清楚,尽量鼓励学生说,让他们积极参与.教师始终是引导者,学生始终是课堂的主体.引导学生从多个方面分析二项式系数的大小关系,如利用特殊值法观察归纳、利用函数图象画图观察等等.先由学生独立完成,然后组织全班讨论,学生之间可以相互求助.活动成果:因为C k n=n(n -1)(n -2)…(n -k +1)(k -1)!k=C k -1nn -k +1k, 所以C k n 相对于C k -1n 的增减情况由n -k +1k决定.由n -k +1k >1 k<n +12可知,当k<n +12时,二项式系数是逐渐增大的.由对称性知它的后半部分是逐渐减小的,且在中间取得最大值.当n 是偶数时,中间的一项取得最大值,即C n2n 最大;当n 是奇数时,中间的两项相等,且同时取得最大值,即C n -12n =C n +12n ,即C n -12n ,C n +12n最大.(板书)(3)增减性与最大值:二项式系数由两边向中间增大,并且在中间取得最大值.当n 是偶数时,中间的一项取得最大值,即C n2n 最大;当n 是奇数时,中间的两项相等,且同时取得最大值,即C n -12n =C n +12n 最大.设计意图:由于二项式系数组成的数列是一个离散函数,所以我们应该引导学生从函数的角度或从特殊值的角度研究二项式系数的性质.这样处理便于建立知识的前后联系,使学生体会用函数知识研究问题的方法,体会由特殊到一般的化归思想.难点是需要根据n 的奇偶性确定相应的分界点,教学时应该引导学生分析其对称轴实际上是k =n2,从而学生可以比较容易地理解并记住最值在哪一项被取到.提出问题4:计算“杨辉三角”中每一行的和,观察其规律,并写出其公式.活动设计:学生自主探究,归纳整理,踊跃发言,教师应该多加鼓励,但是不能代替学生,自始至终都要保护学生的积极性,保持学生的主体性,教师仅仅是一名导演而已.活动成果:已知(1+x)n =C 0n +C 1n x +C 2n x 2+…+C r n x r +…+C n n x n,令x =1,则2n =C 0n +C 1n +C 2n +…+C r n +…+C n n .即二项式系数之和等于2n .我们把这样的方法称为赋值法,赋值法是一类解决二项式系数的性质的优越办法. (板书)(4)各二项式系数的和:C 0n +C 1n +C 2n +…+C r n +…+C n n=2n . 设计意图:本环节的设置与本节的大环境一致,都是通过特殊的例子发现最一般的结论,提高学生的认知能力、观察能力及化归能力,加深对二项式系数性质的掌握与应用.实际上这条性质,我们在组合数或者集合的子集中遇到过,教师也可以从这方面入手进行引导,能够进一步加深学生对这一部分知识的理解与掌握,让学生体会到数学知识的前后联系,能够最大限度地达到教学目标.运用新知例1下面的二项展开式中,哪些项的二项式系数最大?是多少?填在相应的横线上.(1)(a+b)20第________________项的二项式系数最大,是______________________;(2)(a+b)19第________________项的二项式系数最大,是______________________.思路分析:根据二项式系数的性质(3)即可解决,但要分清n的奇偶性.解:(1)若n=20,则当r=10时,二项式系数最大,所以第11项的二项式系数最大,是C1020.(2)若n=19,则当r=9或10时,二项式系数最大,所以第10或11项的二项式系数最大,是C919=C1019.点评:通过n的奇偶性的不同,考查了二项式系数的性质(3),但是要注意这是二项式系数的最大值,不一定就是系数的最大值.【巩固练习】(1+2x)n的展开式中第5项与第8项的二项式系数相等,求展开式中二项式系数最大的项.解:由题意C4n=C7n,所以n=4+7=11,从而展开式中二项式系数最大的项是中间两项,即第6项与第7项.例2证明:在(a+b)n的展开式中,奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和.思路分析:奇数项的二项式系数的和为C0n+C2n+C4n+…,偶数项的二项式系数的和为C1n+C3n+C5n+…,由于(a+b)n=C0n a n+C1n a n-1b+C2n a n-2b2+…+C r n a n-r b r+…+C n n b n(n∈N)中的a,b可以取任意实数,因此我们可以通过对a,b适当赋值来得到上述两个系数和.这一点可以从性质(4)的推导来获得.证明:在展开式(a+b)n=C0n a n+C1n a n-1b+C2n a n-2b2+…+C r n a n-r b r+…+C n n b n(n∈N)中,令a=1,b=-1,则得(1-1)n=C0n-C1n+C2n-C3n+…+(-1)n C n n,即0=(C0n+C2n+…)-(C1n+C3n+…),所以C0n+C2n+…=C1n+C3n+…,即在(a+b)n的展开式中,奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和.点评:赋值法是解决二项式定理与二项式系数的一种很重要的方法,凡是与二项式系数和或者系数和有关的问题,都有可能通过赋值法获得解决.实际上我们还可以利用函数思想解决这个问题,即令f(x)=C 0n +C 1n x +C 2n x 2+…+C r n x r +…+C n n x n,由f(-1)=0,即可很容易地得到要证明的结果. 【巩固练习】C 17+C 27+C 37+…+C 77=__________ 解:因为C 07+C 17+C 27+C 37+…+C 77=27=128,所以 C 17+C 27+C 37+…+C 77=128-1=127. 【变练演编】1.当C 0n +C 1n +C 2n +…+C r n +…+C n n =2 048时,n =________. 2.当C 0n +C 2n +C 4n +…=2 048时,n =________.3.当C x n =C y n 时,其中n≥x ,n≥y ,x ,y ,n ∈N *,则x ,y 所满足的关系式是__________. 4.当(1+2x)n 的展开式中只有第7项的二项式系数最大时,n =________________. 请将你所能想到的所有答案都一一列举出来. 1.解:由2n =2 048=211,得n =11. 2.解:由2n -1=2 048=211,得n =12. 3.解:由题意x =y 或x +y =n.4.解:由性质(3)知,n2+1=7,所以n =12.设计意图:本环节的设计源于一种非常好的教学方法:变练演编.这种开放性的设计,不仅有助于训练同学们的常规思维,还能培养同学们的逆向思维.一堂好的数学课必须让学生创新,使得学生有所收获.通过这种方式的训练,让学生去创造题目,解决问题,增加了中学生学习数学的兴趣,进一步掌握了“杨辉三角”的有关性质,能力得到了提高.【达标检测】1.展开式1+2C 110+4C 210+…+210C 1010=________.2.(x y -12y x)13展开式的中间项是__________.3.已知(x 3+1x2)n 的展开式中,只有第六项的二项式系数最大,求展开式中不含x 的项.1.解:在(1+x)10=r =010C r 10x r中,令x =2,得1+2C 110+4C 210+…+210C 1010=(1+2)10=310=59 049.2.解:中间项是第7、8项,即42916x 10y 192、-42932y 10x 192.。
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13二项式定理
§1.3.1 二项式定理
课前预习学案
一、预习目标
通过分析(a+b)2的展开式,归纳得出二项式定理;掌握二项式定理的公式特征并能简单应用。
二、预习内容
1、(a+b)2=
(a1+ b1)(a2+b2) (a3+ b3)=______________________________
(a+b)3=
(a+b)4=
2、二项式定理的证明过程
3、(a+b)n=
4、(a+b)n的二项展开式中共有______项,其中各项的系数______叫做二项式系数,式中的____________叫做二项展开式的通项,用T k+1表示,即通项为展开式的第k+1项:_____________________
5、在二项式定理中,若a=1,b=x,则有
(1+x)n=_______________________________________
课内探究学案
一、学习目标
1.用计数原理分析(a+b)3的展开式,进而探究(a+b)4的展开式,从而猜想二项式定理。
2.熟悉二项式定理中的公式特征,能够应用它解决简单问题。
3. 培养学生观察、分析、概括的能力。
二、学习重难点:
教学重点:二项式定理的内容及应用
教学难点:二项式定理的推导过程及内涵
三、学习过程
(一)探究(a+b)3、(a+b)4的展开式
问题1:(a1+ b1)(a2+b2) (a3+ b3)展开式中每一项是怎样构成的?展开式有几项?
问题2:将上式中,若令a1=a2=a3=a, b1=b2= b3=b,则展开式又是什么?
合作探究一:合并同类项后,为什么a2b的系数是3?
问题3:(a+b)4的展开式又是什么呢?
结论:(a+b)4= C0
4a4+ C1
4
a3b+ C2
4
a2b2+ C3
4
a b3+ C4
4
b4
(二)猜想、证明“二项式定理”
问题4:(a+b )n 的展开式又是什么呢?
合作探究二: (1) 将(a+b )n 展开有多少项?
(2)每一项中,字母a ,b 的指数有什么特点?
(3)字母“a ”、“b ”指数的含义是什么?是怎么得到的?
(4)如何确定“a ”、“b ”的系数?
二项式定理:
(三)归纳小结:二项式定理的公式特征
(1)项数:_______;(2)次数:字母a 按降幂排列,次数由____递减到_____;字母b 按升幂排列,次数由____递增到______; (3)二项式系数:下标为_____,上标由_____递增至_____;
(4)通项:T k+1=__________;指的是第k+1项,该项的二项式系数为______;
(5)公式所表示的定理叫_____________,右边的多项式叫做(a +b )n 的二项展开式。
(四)典型例题
例1 求6)12(x x -
的展开式 (分析:为了方便,可以先化简后展开。
)
例2 ①7
)21(x +的展开式的第4项的系数及第4项的二项式系数。
②求9)1(x
x -的展开式中含3x 的系数。
(五)当堂检测
1.写出(p +q )7的展开式;
2.求(2a +3b )6的展开式的第3项;
3.写出n
x x ⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛-3321的展开式的第r+1项;
4.(x -1)10的展开式的第6项的系数是( )
(A )6
10C (B) 610C - (C) 510C (D) 5
10C -
答案:1.(p +q )7=p 7+7p 6q +21p 5q 2+35p 4q 3+35p 3q 4+21p 2q 5+7pq 6+q 7.
2.T 3= 2160a 4b 2
3. T 1+r =(-1)r
C r n ·r 21
·x 3
2r
n -,4.D
课后练习与提高
1.在()103-x 的展开式中,6x 的系数为
( ) A .610C 27- B .4
10C 27 C .6
10C 9- D .4
10C 9
2.已知(n a a )1
32+的展开式的第三项与第二项的系数的比为11∶2,则n 是
(
) A .10 B .11 C .12 D .13
3.92)21
(x x -展开式中9x 的系数是 4.12
31⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-x x 的展开式中常数项为
5. ()()10311x x +-的展开式中,含5x 项的系数是 .
6. 若()100a x +的展开式中98x 前的系数是9900,求实数a 的值。
§1.3.2 “杨辉三角”与二项式系数的性质
课前预习学案
一、预习目标
借助“杨辉三角”数表,掌握二项式系数的对称性,增减性与最大值。
二、预习内容
1、二项式定理:________________________________________________;
二项式系数:______________________________________________;
2、( 1+x) n=________________________________________________;
练一练:把( a+b)n(n=1,2,3,4,5,6)展开式的二项式系数填入课本P37的表格。
想一想:杨辉三角揭示了二项展开式的二项式系数的变化情况,那么杨辉三角有何特点?或者说二项式系数有何性质呢?
画一画:当n=6时,作出函数f(r)的图象,并结合图象分析二项式系数的性质。
课内探究学案
一、学习目标
①了解“杨辉三角”的特征,让学生偿试并发现二项式系数规律;
②通过探究,掌握二项式系数的性质,并能用它计算和证明一些简单的问题;
二、学习重难点:
学习重点:二项式系数的性质及其应用;
学习难点:杨辉三角的基本性质的探索和发现。
三、学习过程
(一)、杨辉三角的来历及规律
问题1:根据( a+b) n(n=1,2,3,4,5,6)展开式的二项式系数表,你能发现什么规律?
问题2:杨辉三角揭示了二项展开式的二项式系数的变化情况,那么杨辉三角有何特点?或者说二项式系数有何性质呢?
对于( a+b) n 展开式的二项式系数0n C ,1n C ,2n C ,…,n n C ,从函数角度看,
r n C 可看成是以r 为自变量的函数f(r),其定义域是{0,1,2,…,n},令f(r)= r n C ,定义域为{0,1,2,…,n}
问题3:当n=6时,作出函数f (r )的图象,并结合图象分析二项式系数的性质。
(二)二项式系数的重要性质
1、对称性:二项展开式中,与首末两端“等距离”的两项的二项式系数相等。
即
m n C =m n n C -
分析:
2、增减性与最大值:二项式系数先增大后减小,中间取最大。
提示:(1)讨论k n C
与1-k n C 的大小关系。
(2)讨论k k n )1(+-与1的大小关系。
3、各项二项式系数的和:( a+b) n 的展开式中的各个二项式系数的和为2n
分析:赋值法的应用。
四、典型例题(性质4)
试证:在(a+b )n 的展开式中,奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和。
分析:奇数项的二项式系数的和为0n C +2n C +4n C +…,
偶数项的二项式系数的和为1n C +3n C +5
n C +…,
由于(a+b)n =0n C a n +1n C a n-1b+…+k n C a n-k b k +…+n n C b n 中的a,b 可以取任意实数,因此我们可以通过对a,b 适当赋值来得到上述两个系数和。
五、当堂检测
1、已知515C =a ,915C =b ,那么1016C =__________;
2、(a+b )n 的各二项式系数的最大值是____________;
3、111C +311C +…+11
11C =________;
4、=+++++++++++++11211101210n n n n n n n n n n C C C C C C C C __________;
5、证明:0n C +2n C +4n C +…+
n n C =2n-1 (n 是偶数) ;
课后练习与提高
1、在(a+b )20的展开式中,与第五项二项式系数相同的项是( )
(A )第15项 (B) 第16项 (C) 第17项 (D) 第18项
2、(1—x )13的展开式中系数最小的项是( )
(A )第6项 (B) 第7项 (C) 第8项 (D) 第9项
3若n C 19与m n C 同时取得最大值,则m=_____________
4、已知(1—2x )7=a 0+a 1x+a 2x 2+…+a 7x
7 则a 1+a 2+…+a 7=__________ a 1+a 3+ a 5+a 7=__________ a 0+a 2+ a 4+a 6=__________
5、已知(124
x )n 的展开式中前三项的二项式系数的和等于37,求展开式中二项式系数最大的项的系数.。