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高中数学怎么求二项式定理的常数项

2026-01-03 23:44:06
最佳答案

高中数学怎么求二项式定理的常数项】在高中数学中,二项式定理是一个重要的知识点,尤其在求展开式的特定项时应用广泛。其中,常数项是许多同学容易混淆的概念之一。本文将系统地总结如何求解二项式展开中的常数项,并通过表格形式清晰展示思路与步骤。

一、基本概念回顾

二项式定理:

对于任意正整数 $ n $,有:

$$

(a + b)^n = \sum_{k=0}^{n} \binom{n}{k} a^{n-k} b^k

$$

其中,$\binom{n}{k}$ 是组合数,表示从 $ n $ 个不同元素中取出 $ k $ 个的组合方式数目。

二、什么是常数项?

在多项式展开中,常数项是指不含有字母(即变量)的项,也就是所有变量的指数都为零的那一项。

例如,在 $(x + 1)^5$ 的展开式中,常数项就是不含 $ x $ 的那一项。

三、求常数项的步骤

步骤 内容说明
1. 确定通项公式 通项公式为:$ T_k = \binom{n}{k} a^{n-k} b^k $
2. 分析变量的指数 观察 $ a $ 和 $ b $ 中是否含有变量,若含有,需确定其指数
3. 设定变量的指数为0 令变量的指数为0,解出对应的 $ k $ 值
4. 代入求值 将满足条件的 $ k $ 值代入通项公式,得到常数项

四、实例分析

例题:求 $(x + \frac{1}{x})^6$ 展开式中的常数项。

解题过程:

1. 通项公式为:

$$

T_k = \binom{6}{k} x^{6 - k} \left( \frac{1}{x} \right)^k = \binom{6}{k} x^{6 - 2k}

$$

2. 要使该项为常数项,需满足:

$$

6 - 2k = 0 \Rightarrow k = 3

$$

3. 代入 $ k = 3 $ 得到常数项为:

$$

T_3 = \binom{6}{3} = 20

$$

结论:该展开式的常数项为 20。

五、常见题型总结

题型 解法要点
仅含一个变量的二项式 如 $(x + a)^n$,令变量指数为0即可
含多个变量或分式 注意分母和分子中变量的指数变化,统一处理
复合表达式 先化简再应用二项式定理,避免计算错误

六、小结

求二项式定理中的常数项,核心在于理解通项公式的结构,并根据变量的指数变化找到符合条件的项。通过设定变量指数为0,结合组合数进行计算,可以快速准确地得出答案。

关键点 说明
通项公式 $ T_k = \binom{n}{k} a^{n-k} b^k $
变量指数 令变量指数为0,解出 $ k $
组合数 计算 $\binom{n}{k}$ 即可得到对应项的系数

如你还有其他关于二项式定理的问题,欢迎继续提问!

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