6.3.1 二项式定理 教学设计【新教材 新思维高中数学】-2021-2022学年上学期高二数学同步教学（人教A版（2019）选择性必修第三册）

倒卖拉黑，关注更新免费领取，淘宝唯一每月更新店铺:知二教育倒卖拉黑，关注更新免费领取，淘宝唯一每月更新店铺:知二教育6.3.1二项式定理一、教材分析本节课选自《2019人教A版高中数学选择性必修第三册》，第六章《计数原理》，本节课主本节课主要学习二项式定理二项式定理的形成过程是组合知识的应用，同时也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。本课数学内容的本质：多项式乘法的深化与再认识。二、教学目标课程目标学科素养A.利用计数原理分析二项式的展开过程，归纳、猜想出二项式定理，并用计数原理加以证明；B.会应用二项式定理求解二项展开式；C.通过经历二项式定理的探究过程，体验“归纳、猜想、证明”的数学发现过程，提高自己观察、分析、概括的能力，以及“从特殊到一般”、“从一般到特殊”等数学思想的应用能力.1.数学抽象：二项式定理2.逻辑推理：运用组合推导二项式定理3.数学运算：运用二项式定理解决问题4.数学建模：在具体情境中运用二项式定理三、教学重难点重点：应用二项式定理求解二项展开式难点：利用计数原理分析二项式的展开式四、教学过程教学过程教学设计意图核心素养目标问题探究上一节学习了排列数公式和组合数公式，本节我们用它们解决一个在数学上有着广泛应用的a+bn问题1：我们知道a+b2=a2+2ab+b2a+b（1）观察以上展开式，分析其运算过程，你能发现什么规律？（2）根据你发现的规律，你能写出a+b4（3）进一步地，你能写出a+bn我们先来分析的展开过程，根据多项式乘法法则，a+b==可以看到，a+b2是2个a+b相乘，只要从一个a+b中选一项（选a或b

），再从另一个a+b中选一项（选a或b

），就得到展开式的一项，于是，由分步乘法计数原理，在合并同类项之前，a+b2的展开式共有C21×C21=我们来分析一下形如a2-kb当k

=0时，a2-kbk=a2，这是由2个a+b当于从2个a+b中取0个b

（即都取a

）的组合数C20，即当k

=1时，a2-kbk=ab

，这是由1个a+b中选a，另一个a+b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a+b中取1个b

当k

=2时，a2-kbk=b2，这是由2个a+b中选b

得到的，因此，b2出现的次数相当于从2个a+b中取2个b由上述分析可以得到a+b问题2：仿照上述过程，你能利用计数原理，写出a+b3，a+b类似地，用同样的方法可知a+ba+b1．二项式定理(a＋b)n＝_________________________(n∈N*)．(1)这个公式所表示的规律叫做二项式定理．(2)展开式：等号右边的多项式叫做(a＋b)n的二项展开式，展开式中一共有______项．(3)二项式系数：各项的系数____(k∈{0,1,2，…，n})叫做二项式系数．Ceq\o\al(0,n)an＋Ceq\o\al(1,n)an－1b＋Ceq\o\al(2,n)an－2b2＋…＋Ceq\o\al(k,n)an－kbk＋…＋Ceq\o\al(n,n)bnn＋1；Ceq\o\al(k,n)2．二项展开式的通项公式(a＋b)n展开式的第______项叫做二项展开式的通项，记作Tk＋1＝______.k＋1；Ceq\o\al(k,n)an－kbk二项式定理形式上的特点(1)二项展开式有n+1项,而不是n项.(2)二项式系数都是Cnk(k=0,1,2,…,n),(3)二项展开式中的二项式系数的和等于2n,即Cn0+Cn1+C(4)在排列方式上,按照字母a的降幂排列,从第一项起,次数由n次逐项减少1次直到0次,同时字母b按升幂排列,次数由0次逐项增加1次直到n次.1．判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)(a＋b)n展开式中共有n项．()(2)在公式中，交换a，b的顺序对各项没有影响．()(3)Ceq\o\al(k,n)an－kbk是(a＋b)n展开式中的第k项．()(4)(a－b)n与(a＋b)n的二项式展开式的二项式系数相同．()[解析](1)×因为(a＋b)n展开式中共有n＋1项．(2)×因为二项式的第k＋1项Ceq\o\al(k,n)an－kbk和(b＋a)n的展开式的第k＋1项Ceq\o\al(k,n)bn－kak是不同的，其中的a，b是不能随便交换的．(3)×因为Ceq\o\al(k,n)an－kbk是(a＋b)n展开式中的第k＋1项．(4)√因为(a－b)n与(a＋b)n的二项式展开式的二项式系数都是Ceq\o\al(r,n).[答案](1)×(2)×(3)×(4)√二、典例解析例1.求x+1x解：根据二项式定理x+=C6=1.(a+b)n的二项展开式有n+1项,是和的形式,各项的幂指数规律是:(1)各项的次数和等于n.(2)字母a按降幂排列,从第一项起,次数由n逐项减1直到0;字母b按升幂排列,从第一项起,次数由0逐项加1直到n.2.逆用二项式定理可以化简多项式,体现的是整体思想.注意分析已知多项式的特点,向二项展开式的形式靠拢.跟踪训练1(1)求3x+1x4的展开式(2)化简:(x-1)5+5(x-1)4+10(x-1)3+10(x-1)2+5(x-1).解:(1)方法一3x+1x4=C40(3x)4+C41(3x)3·1x+C4+C43·3x1x3+C44·1x4=81x2+108x+方法二3x+1x4==1x2(81x4+108x3+54x2+12=81x2+108x+54+12x(2)原式=C50(x-1)5+C51(x-1)4+C52(x-1)3+C53(x-1)2+C54(x-1)+C55例2.（1）求1+2x7的展开式的第4（2）求2x-1x解：1+2x7的展开式的第4T3+1==C73×23因此,展开式第4项的系数是280.（2）2x-C根据题意，得3-k=2，因此，x（二项式系数与项的系数的求解策略(1)二项式系数都是组合数Cnk(k∈{0,1,2,…,n}),它与二项展开式中某一项的系数不一定相等,要注意区分“二项式系数”与二项展开式中“项的系数”(2)第k+1项的系数是此项字母前的数连同符号,而此项的二项式系数为Cnk.例如,在(1+2x)7的展开式中,第4项是T4=C7317-3(2x)3,其二项式系数是C73=35,而第4项的系数是跟踪训练2.(1)求二项式2x-1x6的展开式中第6项的二项式系数和第6项的系数(2)求x-1x9的展开式中x3的系数.解:(1)由已知得二项展开式的通项为Tk+1=C6k(2x)6-k·-1xk=26-kC6k·(-1)k∴T6=-12x-∴第6项的二项式系数为C65第6项的系数为C65·(-1)5·2=-(2)设展开式中的第k+1项为含x3的项,则Tk+1=C9kx9-k-1xk=(-1)kC9kx9-令9-2k=3,得k=3,即展开式中第4项含x3,其系数为(-1)3·C93=-学生带着问题去观察展开式，引发思考积极参与互动，说出自己见解。发展学生逻辑推理、数学运算、数学抽象和数学建模的核心素养。这个过程让学生亲身经历了从“繁杂计算之苦”到领悟“分步乘法原理与组合数的简洁美”，这也是一个内化的过程，巩固已有思想方法，建立猜想二项式定理的认知基础。发展学生逻辑推理，直观想象、数学抽象和数学运算的核心素