本题导读

本题考查二项式定理,以及二项式系数的性质。

📌【题干】

Question

(2012年大纲卷(理)) 若 的展开式中第 项与第 项的二项式系数相等,则该展开式中 的系数为 .

🔍【思路分析】

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  1. 准确区分概念:特别注意题干中的描述是“二项式系数”,其仅指组合数 ,与包含字母或常数部分的“项的系数”互不相同。
  2. 求解总幂次 :根据二项式展开式的规律,第 项的二项式系数为 。第 3 项与第 7 项的二项式系数分别为 与 。利用组合数的对称性公式 建立方程解出 。
  3. 写出通项并代入消元:写出标准通项公式 ,将字母底数 的指数项合并。
  4. 配对指数求系数:目标项是 ,即 。令通项中 的综合指数等于 ,解出对应的项数指示器 ,代入组合数计算即可。

✅【答案】

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56

✍【详细解析】

Abstract

根据二项式定理的展开规律, 展开式的通项公式中:

  • 第 项(即 时)的二项式系数为:
  • 第 项(即 时)的二项式系数为:

因为已知这两项的二项式系数相等,所以有:

根据组合数的对称性质,若 ,则必然满足 。 由此建立方程:

将总幂次 代入原式中,该二项式为 。 写出其展开式的标准通项公式 : 合并同底数幂的指数部分:

题目要求的是 的系数。由于 , 令通项中 的综合指数部分等于 ,列出方程: 移项化简得:

将 代入通项公式中,此时对应的是展开式的第 6 项(即 ):

由此可知, 的各项前代数系数为组合数 。 利用组合数计算公式进行展开:

填空题答案为:56。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:二项式系数对称性质的应用、通项公式 的指数化简合并、各项前代数系数的计算。
  2. 核心方法:指数方程配对法。将二项式内复杂的字母项全部统一底数(写成幂指数形式,如 ),使通项公式中的自变量归结为单一的 结构,然后通过一元一次方程 能够极其规范地锁定目标项。
  3. 避坑指南:
  • 概念混淆:必须牢记“第几项”与组合数下标的“错位关系”。第 项对应的是 。部分考生因马虎将第 3 项错写成 、第 7 项错写成 ,从而解出 的错误前置。
  • 目标指数符号看错:目标是 的系数,指数项是 ,容易因粗心看成 误令 从而算出错误系数 (本题中巧合对称相等,但若是其他题目则会彻底算错)。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 本题源于人教A版高中数学选择性必修第三册第七章《随机变量及其分布》之前的传统二项式定理专篇(现普遍作为计数原理的独立延伸章节)。属于高考考查二项式基本功必考的标准填空题模版。
  2. 结论推广:
  • 对称二项式特定项系数通用模型:对于形如 的标准对称二项式。若已知其第 项与第 项的二项式系数相等。
  • 第一步可直接口算得出总幂次: 。
  • 第二步写出其通项指数方程: (其中 为目标项 的指数)。
  • 从而可推导得出求解特定项指数位置 的一般化通用快捷通式:
  • 本题中 ,直接代入此推广通式: 。通过该通用模型,能直接免去中间全部的通项公式书写与指数化简过程,一步锁定 ,从而极大地提升在考场上的答题准确率与速度。

🔗【关联脉络】

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