本题导读
本题考查展开式通项,以及系数的最值。
📌【题干】
Question
(2024年甲卷理) 的展开式中,各项系数中的最大值为 ____.
🔍【思路分析】
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确定通项公式:利用二项展开式的通项公式 ,写出第 项。
提取系数项:将含 的部分分离,提取出系数 .
判定增减性:
方法一(比值法):通过研究 与 的大小关系,确定系数序列的单调性,进而锁定最大值点。
方法二(计算法):根据二项式系数的对称性与 幂次的下降趋势,在中间项附近进行取值估算。
计算最值:代入确定的 值,求出系数的最终结果。
✅【答案】
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✍【详细解析】
Abstract
方法一:相邻项比值法(严谨通法)
写出通项与系数表达式:
展开式 的通项为:
().
设各项系数为 .
建立比值不等式:
设第 项系数最大,则应满足:
研究 :
.
分析序列变化趋势:
当 时(即 取 ),,系数序列递增;
当 时(即 取 ),,系数序列递减.
由此可知,最大值在 时取得.
计算最大值:
当 时,.
方法二:估算比较法(考场快解)
由于二项式系数 在 处最大,而 随 增大而增大,故最大值必在序列靠后的位置。
尝试计算 较大的几项:
;
;
.
对比可知,各项系数的最大值为 .
结论:
答案填入 .
【解法三】写出通项 ,若第 项的系数最大,则
若第项的系数最大,则\left\{ \begin{align}& C_{10}^{r}{{(\frac{1}{3})}^{10-r}}\ge C_{10}^{r-1}{{(\frac{1}{3})}^{11-r}} \\& C_{10}^{r}{{(\frac{1}{3})}^{10-r}}\ge C_{10}^{r+1}{{(\frac{1}{3})}^{9-r}} \\\end{align} \right.,
解得 ,故系数最大值为
故答案为:5.
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:二项式展开式通项公式的应用、离散序列的单调性判定。
- 核心方法:相邻项比值法。
- 易错点:混淆“二项式系数”(仅组合数)与“各项系数”(包含常数的幂);求出指标 后未代入计算具体数值,直接错填指标。。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源: 本题源自教材二项式定理章节中关于“求展开式系数最大项”的经典例题变式,旨在考查基本代数运算与不等式求解能力。
- 结论推广: 对于通用模型 ( ),其各项系数递增的边界恒满足一阶控制线: 。代入本题 ,秒得 取得最大值。
- 方法推广: 相邻项作比法 是处理全正离散序列(如数列、概率分布、组合数序列)极值问题的最优通法,可平滑迁移至超几何分布或二项分布的概率最大值求解中。
🔗【关联脉络】
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