选修第7课备课手册定稿 二项式定理
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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)01()()n n n r n r r n n n n n n a b C a C a b C a b C b n N -*+=+++++∈L L , (2)1(1)1n r r nn n x C x C x x +=+++++L L . 2.二项展开式的通项公式:1r n r rr n T C a b -+=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 4 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 5.二项式系数的性质:()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 L ,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(∵m n m n n C C -=).直线2nr =是图象的对称轴. (2)增减性与最大值:当n 是偶数时,中间一项2n nC 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)1n r r nn n x C x C x x +=+++++L L ,令1x =,则0122n r nn n n n n C C C C C =++++++L L二、讲解范例:例1. 设()()()()231111nx x x x ++++++++=L 2012nn a a x a x a x ++++L ,当012254n a a a a ++++=L 时,求n 的值 解:令1x =得:230122222nn a a a a ++++=++++L L 2(21)25421n -==-,∴2128,7nn ==,点评:对于101()()()n n n f x a x a a x a a -=-+-++L ,令1,x a -=即1x a =+可得各项系数的和012n a a a a ++++L 的值;令1,x a -=-即1x a =-,可得奇数项系数和与偶数项和的关系例2.求证:1231232n n n n n n C C C nC n -++++=⋅L .证(法一)倒序相加:设S =12323nn n n n C C C nC ++++L ① 又∵S =1221(1)(2)2n n n n n n n n nC n C n C C C --+-+-+++L ②∵r n r n n C C -=,∴011,,n n n n n n C C C C -==L ,由①+②得:()0122nn n n nS n C C C C =++++L , ∴11222n n S n n -=⋅⋅=⋅,即1231232nn nn n n C C C nC n -++++=⋅L . (法二):左边各组合数的通项为r n rC 11!(1)!!()!(1)!()!r n n n n r nC r n r r n r --⋅-=⋅==---,∴ ()1230121112123n n n n n n n n n n C C C nC n C C C C -----++++=++++L L 12n n -=⋅.例3.已知:223(3)nx x +的展开式中,各项系数和比它的二项式系数和大992. (1)求展开式中二项式系数最大的项;(2)求展开式中系数最大的项 解:令1x =,则展开式中各项系数和为2(13)2nn+=, 又展开式中二项式系数和为2n , ∴222992nn -=,5n =.(1)∵5n =,展开式共6项,二项式系数最大的项为第三、四两项, ∴223226335()(3)90T C x x x ==,22232233345()(3)270T C x x x ==, (2)设展开式中第1r +项系数最大,则21045233155()(3)3r rrr rr r T C x x C x+-+==,∴1155115533792233r r r r r r r r C C r C C --++⎧≥⎪⇒≤≤⎨≥⎪⎩,∴4r =, 即展开式中第5项系数最大,2264243355()(3)405T C x x x==.例4.已知)(1222212211+---∈+⋅++++=N n C C C S n n n n n n n n Λ, 求证:当n 为偶数时,14--n S n 能被64整除分析:由二项式定理的逆用化简n S ,再把14--n S n 变形,化为含有因数64的多项式∵1122122221(21)n n n n n n n n n S C C C ---=++++⋅+=+L 3n=,∴14--n S n 341n n =--,∵n 为偶数,∴设2n k =(*k N ∈), ∴14--n S n 2381kk =--(81)81kk =+--0111888181k k k k k k C C C k --=++++--L011228(88)8k k k k C C C -=+++L (*) ,当k =1时,410n S n --=显然能被64整除, 当2k ≥时,(*)式能被64整除,所以,当n 为偶数时,14--n S n 能被64整除 三、课堂练习:1.)()4511x -展开式中4x 的系数为 ,各项系数之和为 .2.多项式12233()(1)(1)(1)(1)n nn n n n f x C x C x C x C x =-+-+-++-L (6n >)的展开式中,6x 的系数为 3.若二项式231(3)2nx x-(n N *∈)的展开式中含有常数项,则n 的最小值为( ) A.4 B.5 C.6 D.84.某企业欲实现在今后10年内年产值翻一番的目标,那么该企业年产值的年平均增长率最低应 ( )A.低于5%B.在5%~6%之间C.在6%~8%之间D.在8%以上5.在(1)nx +的展开式中,奇数项之和为p ,偶数项之和为q ,则2(1)nx -等于( ) A.0 B.pq C.22p q + D.22p q -6.求和:()2341012311111111111n n nn n n n n a a a a a C C C C C a a a a a+------+-++------L . 7.求证:当n N *∈且2n ≥时,()1322n n n ->+.8.求()102x +的展开式中系数最大的项答案:1. 45, 0 2. 0 .提示:()()16nf x x n =->3. B4. C5. D6. ()11n a a ---7. (略) 8. 33115360T x +=四、小结 :二项式定理体现了二项式的正整数幂的展开式的指数、项数、二项式系数等方面的内在联系,涉及到二项展开式中的项和系数的综合问题,只需运用通项公式和二项式系数的性质对条件进行逐个节破,对于与组合数有关的和的问题,赋值法是常用且重要的方法,同时注意二项式定理的逆用 五、课后作业:1.已知2(1)na +展开式中的各项系数的和等于52165x ⎛ ⎝的展开式的常数项,而2(1)n a + 展开式的系数的最大的项等于54,求a 的值()a R ∈答案:a =2.设()()()()()591413011314132111x x a x a x a x a -+=+++++++L 求:① 0114a a a +++L ②1313a a a +++L .答案:①9319683=; ②()953399632+=3.求值:0123456789999999999922222C C C C C C C C C C -+-+-+-+-.答案:82256=4.设296()(1)(21)f x x x x =+-+,试求()f x 的展开式中: (1)所有项的系数和;(2)所有偶次项的系数和及所有奇次项的系数和 答案:(1)63729=;(2)所有偶次项的系数和为6313642-=; 所有奇次项的系数和为6313652+= 六、板书设计(略) 七、课后记:。
第四课时例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()22nn C C ⋅=+⋅,即0892=+-n n ,∴8(1n n ==舍去)∴818(rrrr 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)5.6.化简:(1)55)x 1()x 1(-++;(2)4212142121)x 3x 2()x 3x 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 -+==3.2311(2rn rr n rrr r nn 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)515328x =++-6. (1)552(1(122010x 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 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)nnn 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 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rnC (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。
《二项式定理》教学设计教学设计思想现代教学的核心是“以学生的发展为本”,注重学生的学习状态和情感体验,注重教学过程中学生主体地位的体现和主体作用的发挥,强调尊重学生人格和个性,鼓励发现、探究与质疑,鼓励培养学生的创新精神和实践能力.二项式定理这部分内容比较枯燥,如何发挥学生的主体作用,使学生自己探究学习知识、建构知识网络,是本节课教学设计的核心.我采用启发探究式教学方式:一是从实际应用问题引入课题。
这里体现了新课程的数学应用意识的理念,使学生体会到数学不仅是为了学数学,还可以学以致用,用来解决现实生活的问题.二是从特殊到一般。
面对一般问题,学生会想到从特殊情况入手,让学生自己探究n=1,2,3,4,…时二项展开式的规律,观察发现二项式定理的基本内容.三是采用小组合作、探究的方式。
小组内的同学共同归纳二项式定理的内容,由特殊推广到一般.四是教师的启发与学生的探究恰当结合。
本节课的难点在于确定二项展开式中,每一项的二项式系数,对于平行班的学生,真正能独立归纳出来,有一定的困难,教师在此时的引导启发,就显得尤为重要.本节课,学生通过对n=1,2,3,4,…时二项展开式的观察,归纳、猜想到n为任意正整数时的二项式定理内容,并真正理解二项式系数的意义。
这样设计的目的是为了让学生参与知识的发生、发展、深化的过程,学习体会应用“观察、归纳、猜想、证明”的科学思维方法的过程,提高数学修养.本节课对二项式定理特点及规律的总结和归纳,有利于学生对二项式定理的识记,同时还可以使学生体验数学公式的对称美、和谐美.学生情况分析学生为平行班学生,有一定的数学基础.学生理解组合及组合数的概念,掌握了多项式乘法的运算法则,有一定的归纳猜想能力,能顺利完成课时计划内容.学生有过探究、交流的课堂教学的尝试.教学流程框图教学诊断分析在本节内容的学习中,学生容易了解的内容是二项展开式的项数、指数和系数的规律,即项数:1+n 项;指数:字母a ,b 的指数和为n ,字母a 的指数由n 递减至0,同时,字母b 的指数由0递增至n ;二项式系数:下标为n ,上标由0递增至n ;容易产生误解的内容是:通项r r n r n r b a C T -+=1指的是第r+1项;通项的二项式系数是r n C ,与该项的系数是不同的概念(在第二课时会进行探讨)。
高三数学教案《二项式定理》四篇教学过程篇一1.情景设置问题1:若今天是星期二,再过30天后的那一天是星期几?怎么算?预期回答:星期四,将问题转化为求“30被7除后算余数”是多少?问题2:若今天是星期二,再过810天后的那一天是星期几?问题3:若今天是星期二,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?在初中,我们已经学过了(a+b)2=a2+2ab+b2(a+b)3=(a+b)2(a+b)=a3+3a2b+3ab2+b3(提问):对于(a+b)4,(a+b)5如何展开?(利用多项式乘法)(再提问):(a+b)100又怎么办?(a+b)n(n?N+)呢?我们知道,事物之间或多或少存在着规律。
也就是研究(a+b)n(n?N+)的展开式是什么?这就是本节课要学的内容。
这节课,我们就来研究(a+b)n的二项展开式的规律性。
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1: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、另一字母升幂排列,且两个字母幂指数的和等于乘方指数;②展开式的项数比乘方指数多1;③展开式中第二项的系数等于乘方指数。
第二步:继续设疑如何展开以及呢?(设计意图:让学生感到仅掌握杨辉三角形是不够的,激发学生继续学习新的更简捷的方法的欲望。
)继续新授师:为了寻找规律,我们以中为例问题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。
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课时教 具:多媒体、实物投影仪 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 +=++=++;⑵3322303122233333()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 nT 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. 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 ⇒==-10,1000x 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。
二项式定理一、教学目标1、知识与技能:(1)理解二项式定理是代数乘法公式的推广;(2)理解并掌握二项式定理,能利用组合思想证明二项式定理.2、过程与方法:通过学生参与和探究二项式定理的形成过程,培养学生观察、猜想、归纳的能力,以及学生的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.3、情感、态度与价值观: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的过程,体会数学语言的简洁和严谨.二、教学重点、难点重点:用组合思想分析2)(b a +、3)(b a +的展开式,得到二项式定理.难点:用组合思想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. 三、教学手段制作多媒体课件,以增加课堂容量,提高学生的兴趣,使学生加深对定理、概念的理解.四、课型:新授课.五、教学过程(一)提出问题,引入课题(提问):若今天是星期三,今天是第一天,那么第108天是星期几?【设计意图】把问题作为教学的出发点,引出课题,激发学生的求知欲,明确本课题要解决的问题. 复习引入:初中学习的完全平方式是什么?你能写出3)(b a +、4)(b a +的展开式吗?【设计意图】通过复习旧知识,自然引入,在这里设计了层层递进多项式展开问题,目的是为了让学生了解知识发生、发展的过程,激发学生的认知的冲突,让学生明白n b a )(+实质上是多项式的乘法.(二)引导探究,发现规律 ;2222)(b ab a b a ++=+.32232333)()()(b ab b a a b a b a b a +++=++=+探究1:仿照上述过程,请你推导4)(b a +的展开式.(再提问)5)(b a +,6)(b a +,…,100)(b a +的展开式呢? (太无聊了吧!我们应该寻求一个能代表这些式子的一个通式)【提出问题】求)()(*N n b a n ∈+的展开式探究2:通过组合思想来分析这两个式子的展开式.观察此式:.222222)()()(b ab a b ba ab a b a b a b a ++=+++=+⋅+=+【问题1】:有几项?【问题2】:展开式中各项字母的形式是什么?【问题3】:展开式中项的次数是什么?【问题4】:怎么得到2a 项,ab 项,2b 项?【问题5】:2a 项,2b 项前的系数为什么是1,ab 项前的系数为什么是2?能否用学过的组合知识分析这个问题?由多项式乘法知,其展开式的每一项是由2个)(b a +各取一项相乘而得,故每一项都是)210(2,,=-k b a k k 形式,即2a ,ab ,2b .各项系数是由相同的项合并而成,有几项其系数就是几,故当0=k 时,22a b a k k =-,是由2个)(b a +中都不选b 得到的,相当于从2个)(b a +中取0个b (即都取a )的组合数02C ,因此2a 只有1个,系数为:02C ; 当1=k 时,ab b a k k =-2,是由一个)(b a +中选a ,另一个)(b a +中选b 得到的,由于b 选定后,a 的选法也随之确定,因此,ab 出现的次数相当于从2个)(b a +中取1个b 的组合数,即ab 共有12C 个,系数为:12C ;当2=k 时,22b b ak k =-,是由2个)(b a +中都选b 得到的,相当于从2个)(b a +中取2个b 的组合数22C ,因此2b 只有1个,系数为:22C .从而可得:222122022)(b C ab C a C b a ++=+【问题6】仿照上述过程,请你推导3)(b a +的展开式.【问题7】能猜想写出4)(b a +的展开式吗?【设计意图】通过几个问题的层层递进,引导学生用组合思想对2)(b a +、3)(b a +的展开式进行再思考,分析各项的形成,项的个数,这也为推导n b a )(+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.(三)形成定理,说理证明探究3:仿照上述过程,请你猜想n b a )(+的展开式 【问题8】nb a )(+的展开式又是怎样的呢?引导学生回答:可以对b 分类:取0个b ,取1个b ,取2个b ,…,取k 个b ,…,取n 个b 将这1+n 个式子相加,可得二项式定理.)()(*1110N n b C b a C b a C a C b a n n n k k n k n n n n n n ∈+++++=+-- 【问题9】如何证明这个猜想呢?证明:n b a )(+是n 个)(b a +相乘,每个)(b a +在相乘时,有两种选择,选a 或选b ,由分步计数原理可知展开式共有n 2项(包括同类项),其中每一项都是)210(n k b a k k n ,,,, =-的形式,对于每一项,它是由k 个)(b a +选了b ,k n -个)(b a +选了a 得到的,它出现的次数相当于从n 个)(b a +中取k 个b 的组合数kn C ,将它们合并同类项,就得二项展开式,这就是二项式定理.【设计意图】通过仿照3)(b a +,4)(b a +展开式的探究方法,由学生类比得出n b a )(+的展开式.二项式的定理的证明采用“说理”的方法,从计数原理的角度对展开过程进行分析、概括出项的形式,用组合知识分析展开式中具有同一形式的项的个数,从而得出用组合数表示的展开式.(四)概念剖析1、二项式定理的公式特征:(由学生归纳,让学生熟悉公式)(1)项数:共有1+n 项;(2)各项次数:各项的次数都等于n ;(3)各项中a 、b 的幂排列: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、二项展开式的通项:式中的k k n k n b a C -叫做二项展开式的通项,用1+k T 表示.即通项为展开的第1+k 项,k k n k n k b a C T -+=1.(a 、b 的位置不能对换)3、二项式系数:依次为,,,,,,,n n k n n n n C C C C C 210这里)210(n k C k n ,,,,=称为二项式系数.(注意:二项式系数与项的系数的区别)4、二项式定理是个恒等式,定理中字母a 、b 可表示数或式,其中*N n ∈.(提问)写出nx )1(-的展开式. 【设计意图】对定理的特点加以说明,可使学生能熟练掌握定理的特点,以便今后在应用定理解决问题时能得心应手.解决课前提出的问题:10109109110100101010777)17(8C C C C ++++=+=1)77(791081109010++++=C C C ∴第108天是星期三.(五)熟悉定理,简单应用例1 求6)12(x x -的展开式.思考1:展开式的第3项的系数是多少?思考2:展开式的第3项的二项式系数是多少?思考3:你能否直接求出展开式的第3项?思考4:求展开式中3x 的.【设计意图】例1目的在于对定理中字母a 、b 所表示的数或式的领会及提高运用定理的能力,熟悉二项展开式,培养学生的运算能力;从思考1与思考2中体会项的系数与二项式系数的区别;思考3与思考4是通项的应用.例2 (1)求5)2(b a +展开式的第4项 ;(1)求5)2(a b +展开式的第4项 ;【设计意图】例2二题着重于学生对通项公式的掌握,体会二项式定理n b a )(+的展开式中a 与b 位置不能对换,并注意到例2(1)的结论正是例2(2)展开式中的倒数第4项.(六)课堂小结(由学生归纳本课学习的内容及体现的数学思想)1、公式:.)()(*1110N n b C b a C b a C a C b a n n n k k n k n n n n n n ∈+++++=+--2、思想方法:(1)从特殊到一般的思维方式;(2)用组合思想分析二项式的展开过程.(七)课后作业 巩固性作业:课本36页习题31⋅A 组1、2、3;思维拓展型作业:二项式系数n n k n n n n C C C C C ,,,,,, 210有何性质. (八)板书设计(九)教学反思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应用,是学习概率的基础.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、应用规律的四个阶段.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,为后面的二项式展开式的推导作铺垫.再以2)(b a +,3)(b a +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n b a )(+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,从而形成良好的数学思维能力.。
《二项式定理》说课稿单位:新郑一中姓名:张松业《二项式定理》说课稿一、教材分析【教材的地位及作用】二项式定理安排在高中数学选修2-3第三节,是排列组合内容后的一部分内容,其形成过程是组合知识的应用,同时也是自成体系的知识块,为随后学习的概率知识及概率与统计,作知识上的铺垫。
二项展开式与多项式乘法有密切的联系,本节知识的学习,必然从更广的视角和更高的层次来审视初中学习的关于多项式变形的知识。
运用二项式定理可以解决一些比较典型的数学问题,例如近似计算、整除问题、不等式的证明等。
【学生情况分析】授课对象是高二中等程度班级的学生。
学生具有一般的归纳推理能力,学生思维较活跃,但创新思维能力较弱。
在学习过程中,大部分学生只重视定理、公式的结论,而不重视其形成过程。
(根据以上分析,结合新课标的理念,制订如下的教学目标和教学重、难点)。
【教学目标】1、知识目标:理解二项式定理及其推导方法,识记二项展开式的有关特征,并能运用二项式定理计算或证明一些简单的问题。
2、能力目标:在学生对二项式定理形成过程的参与探讨过程中,培养学生观察、猜想、归纳的能力,以及学生的化归意识与知识迁移的能力。
3、情感目标:(1)通过学生自主参与和探讨二项式定理的形成过程,培养学生解决数学问题的兴趣和信心.(2)通过学生自主参与和探讨二项式定理的形成过程,使学生体会到数学内在的和谐对称美.【教学重点、难点】重点:二项式定理的内容及应用。
难点:掌握运用多项式乘法以及组合知识推导二项式定理的过程。
二、教法、学法分析数学是一门培养人的思维发展的重要学科。
因此,在教学中让学生自己发现规律是最好的途径。
正所谓“学问之道,问而得,不如求而得之,深固之。
”本节课的教法贯穿启发式教学原则以启发学生主动学习,积极探求为主,创设一个以学生为主体,师生互动,共同探索的教与学的情境,采用引导发现法,由学生熟悉的多项式乘法入手,进行分析,又可利用组合的有关知识加以分析、归纳,通过对二项展开式规律的探索过程,培养学生由特殊到一般,经过观察分析、猜想、归纳(证明)来解决问题的数学思想方法,培养了学生观察、联想、归纳能力。
§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= C04a4+ C14a3b+ C24a2b2+ C34a b3+ C44b4(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。
《二项式定理》教学设计作者:刘婵来源:《读写算·基础教育研究》2017年第06期一、教材分析教材的地位和作用:本节课的内容是理科北师大版选修2-3第一章1.3节,共3课时。
在此之前,学生已经学习了两个计数原理、排列、组合等知识,将本节内容安排在这时学习,一方面是二项式定理的证明需要用到计数原理,另一方面,也为学习随机变量、分布列做准备,由二项式定理,可以推导得出的一些组合数的等式,有助于加深对组合数的认识。
二、教学重点(1)使学生参与并深刻体会二项式定理证明过程;(2)掌握二项式定理及其通项特点,明确系数、二项式系数概念(3)能够应用二项式定理对二项式进行展开三、教学难点二项式定理的证明过程难点类别:内容本身难、学生认知难、教师教学难目标分析:根據学生的认知水平(了解多项式的运算法则,但认识不一定深刻,停留在记忆、机械运算的思维层次),根据教材内容特点(个人理解,教材的编写顺序,决定了二项式定理应由计数原理推导,在教参中明确了用数学归纳法证明不做要求),确定本节课教学目标如下:1.知识目标:直观了解二项式定理的内容,掌握展开式、通项特点,并在此基础上进行简单的应用;2.能力目标:通过分析多项式乘法法则,建立多项式展开与组合问题之间的联系,从而用组合模型证明二项式定理。
学法和教法分析1、学法分析:学法要突出自主学习、研讨发现,知识是通过学生自身的积极思考、主动探究获得的,通过观察、对比、合作探究等活动,对知识、方法和规律进行总结,在课堂中注重引导学生,从特殊到一般的方法获取知识的过程,让学生体验发现的喜悦。
2、教法分析:教师是主导,学生是主体,只有教师在教学过程中注重引导,通过设置一定的问题、思考,才能使学生充分的发挥主观能动性,有利于培养学生的数学思维和能力的提高。
二项式定理的证明过程,思维跨度大,这节课主要采用类比、引导相结合的方法,通过设置3个思考,为学生解决问题铺设思维台阶,启发学生思考当前所遇到的困难,引导学生探索新知识、新方法。
第7讲 二项式定理
一、教学目标
1.理解二项式定理和二项展开式的性质;
2.能运用二项式定理和二项展开式的性质来解决与二项展开式有关的简单问题。
二、知识回顾与梳理
1、二项式定理:(a +b )n =C 0n a n +C 1n a n -
1b 1+…+C r n a n -
r b r +…+C n
n b n 。
这个公式所表示的
定理叫做二项式定理.....,右边的多项式叫做(a +b )n 的二项展开式,其中的系数C r
n (r =0,1,2,…n )叫做二项式系数.....。
式中的C .r r
n r
n b a -叫做二项展开式的通项..
,用T r +1表示,即展开式的第r+1项;T r +1=C .r r
n r
n b a
- 注意区别“二项式系数”和“系数”则两个基本概念。
要注意二项式定理的双向功能:一方面可将()n
a b +展开,另一方面可将二项展开式合并成()n
a b +,可以用于化简、求和或者证明。
2、二项式系数性质:C m n
=C m n n
-,即对称性.当n
为偶数时,C 2n
n
最大.当n 为奇数时,
21
C -n n =C 21+n n 且最大.
3、各项二项式系数之和:n
n r n n n C C C C 10+++++ =2n .偶数项的二项式系数的和等于奇数项的二项式系数的和.1
4205312-=+++=+++n n n n n n n C C C C C C ,“赋值法”
是研究系数和或二项式系数和常用方法。
三、诊断练习
1、教学处理:课前由学生自主完成5道小题,并要求将解题过程扼要地写在学习笔记栏内.课前抽查批阅部分同学的解答,了解学生的思路及主要错误.点评时要有针对性,抓住展开式、二项式系数、展开式系数、次数、二项式系数性质等进行,纠正学生普遍存在问题,重点是进一步渗透思想和方法.
2、诊断练习点评
题1:6
(42)()x
x x R --∈展开式中的常数项为 15 . 【分析与点评】
6(42)()x x x R --∈()6222x x --=,(
)
6
222x x --中
r r x r x r r x r x r r C C T )1(2)2()2()()6(266261-=-=-+---+
由题意可知:xr r x --)6(2为常数,即)212(r r x --为常数,所以4,123==r r ,
15)1(22640465==-=∴C C T ,15常数项为∴.
题2:在5
2x ⎫⎪⎭中第3项的二项式系数为__________,系数为__________
【分析与点评】本题主要考查了二项展开式的通项公式T r +1=C r
n r
r n a
b -的应用,通项公式
体现了展开式中的项数、系数、次数的变化规律,是二项式定理的核心,它在求某些特定项及系数方面有着广泛的应用,本题还考察学生对“二项式系数”和“系数”则两个基本概念的理解。
题3:在n
的展开式中,所有奇数项的二项式系数之和等于1024,则中间项的二项式系数
是 5
11C .
【分析与点评】本题主要是强化二项式系数的有关知识,在n
的展开式中,展开式系数与二项式系数相同,可以通过添加系数的方法让系数甄别两种系数的区别,弄清两种系数的联系. 当n 为奇数
02
311024.n n n n n n C C C C --++++=13
21024.n n
n n n n C C C C -++
++=
0112048.n n
n n n n C C C C -∴++
++=1120482=∴=∴n n .
)(11,20482舍为偶数时,当==n n n ,11=n 综合可知,
56
1111,.C C ∴第6项,二项式系数为第7项,二项式系数为
题4:已知7
722107)21(x a x a x a a x +++=-,求7210a a a a +++=__________
【分析与点评】“特值法”是我们解决这类问题的常用方法,寻找、确定“特值”需要敏锐观察题中复杂表达式中蕴涵的与我们所熟悉知识间的关系. 令1x =得:7210a a a a +++=-1 四、范例导析
例1、已知数列{}n a 是等差数列,且123,,a a a 是1(1)2
m
x +展开式的前三项的系数. (1)求m 的值。
(2)求1(1)2
m
x +
展开式的中间项; 【教学处理】本题的重点是依据题设条件“前三项的系数成等差数列”列式,求出m .可以先观察学生列式是否准确,然后计算,最后交流、点评. 【引导分析与精讲建议】
解:(Ⅰ)
122111(1)1()()222
m m m x C x C x +=+++
依题意11a =,
212a m =,3(1)
8
m m a -=,由2132a a a =+可得1m =(舍去),或8m = 所以1(1)2m x +
展开式的中间项是第五项为:44458135
()28
T C x x ==;
例2、在10
)32(y x -的展开式中,求: (1)二项式系数的和; (2)各项系数的和;
(3)奇数项的二项式系数和与偶数项的二项式系数和; (4)奇数项系数和与偶数项系数和;
(5)x 的奇次项系数和与x 的偶次项系数和. 【教学处理】
利用通项公式整理化简求特定项,注意到二项式系数与系数的区别. 【引导分析与精讲建议】 分析:如果设10102829110010
)32(y a y x a y x a x a y x ++++=- (*)
那
么
各
项
系
数
和
即
为
10
210a a a a ++++ ,其中
⎩⎨
⎧++++++9311020a a a x a a a x 的偶次项系数和为:
的奇次项系数和为:
, x 的奇次项系数和为10420a a a a ++++ , x 的偶次项系数和为9531a a a a +++,
由于(*)是恒等式,故可用“赋值法”求出相关的系数和.
(1)二项式系数的和为C 010+C 110+…+C 1010=210
.
(2)令x =y =1,各项系数和为(2-3)10=(-1)10
=1.
(3)奇数项的二项式系数和为C 010+C 210+…+C 1010=29,偶数项的二项式系数和为C 110+C 3
10+…+C 910=29.
(4)令x =y =1,得到10210a a a a ++++ =1,①
令x =1,y =-1(或x =-1,y =1),得103210a a a a a +-+- =510
,②
①+②得, 2(10420a a a a ++++ )=1+510
,
∴奇数项的系数和为1+5
10
2
;
①-②得, 2(9531a a a a +++)=1-510
, ∴偶数项的系数和为1-5
10
2.
例3、设a ∈Z ,且013a ≤≤,若2012
51a +能被13整除,求a 的值。
【教学处理】
本题考查了利用二项式定理处理整除问题,教学时,让学生独立思考,口答思路,板书完成解题过程。
【引导分析与精讲建议】
题中2012
51
数据较大,无法研究与13的整除问题,考虑到()
2012
2012
51
521a a +=-+,
按二项式定理展开,根据题意可得
()
2012
521a -+()()12
020********
20102012
2012201252521521C C C =+-+-++
()
()
2011
2012
201112012
201220125211C C a -+-+,除最后两项外,其余各项都有13的倍数52,故由题
意可得()
2012
2012
201211C a a -+=+ 能被13整除,再由013a ≤≤,可得12a =,故答案为
12。
【归纳小结】利用二项式定理找出某两个数(或式)之间的倍数关系,是解决有关整除问题和余数问题的基本思路,关键是要合理构造二项式,并将其展开进行分析判断。
五、解题反思
1.二项式定理是处理有关高次二项式问题的重要工具,对展开式的项数、次数、系数、通项等要在理解的基础上进行记忆;
2.二项式系数的性质,主要是“赋值法”的运用,在具体问题中求关于系数和通常转
化为二项式中字母的特殊值;“杨辉三角”是二项式系数性质:r n r n n C C -=,11
m m m
n n n C C C -++=和最大值等“形”的体现,充分认识“杨辉三角”对理解掌握二项式系数的性质很有帮助. 3.转化、分类、讨论、消元、特殊化等是重要的数学思想和方法,在具体问题的解决中要不断渗透,并使得学生逐步领悟.。