本题导读
本题考查二项展开式的通项公式,以及特定项的系数。
📌【题干】
Question
(2023年天津卷)在 的展开式中, 的系数为 ______.
🔍【思路分析】
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写出通项公式: 根据二项式展开式的通项公式 ,将本题中的 代入。
化简指数: 将 的所有幂次合并,整理出含 的指数表达式。
确定 的值: 令 的指数等于题目要求的 2,求出 。
计算系数: 将求出的 代入系数部分进行数值计算。
✅【答案】
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✍【详细解析】
Abstract
第一步:写出二项展开式的通项公式
对于 ,其通项公式为:
第二步:整理通项公式
T_{r+1} = C_6^r \cdot 2^{6-r} \cdot (x^3)^{6-r} \cdot (-1)^r \cdot x^{-r}$$$$T_{r+1} = C_6^r \cdot 2^{6-r} \cdot (-1)^r \cdot x^{18-3r} \cdot x^{-r}$$$$T_{r+1} = C_6^r \cdot 2^{6-r} \cdot (-1)^r \cdot x^{18-4r}
第三步:根据特定项确定
题目要求 项的系数,令 的指数为 2:
18 - 4r = 2$$$$4r = 16 \implies r = 4
第四步:计算系数
将 代入系数部分:
由于 :
故答案为:60。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:二项式展开通项中第 项的代数结构特征、组合数高精度数值计算。
- 核心方法:多项式指数方程消元法。
- 避坑指南:
- 负号提取发生疏漏(高频陷阱):在处理 时,务必将负号单独隔离写成 。部分考生容易遗漏该项或在处理奇偶幂次时算错符号。本题中由于 为偶数,负号最终消除;若是奇数则必须在系数前加负号。
- 混淆“二项式系数”与“项的系数”:必须明确,二项式系数仅仅指组合数 (本题中为 15);而“项的系数”是指除 外前面所有的常数因子的乘积总和(本题中为 60)。看清题目设问,避免答非所问。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源: 本题属于高考计数原理章节最常规的填空题。母题模型直接来源于人教A版教材《选择性必修第三册》第六章“二项式定理的应用”的课后课时作业。命题立意在于测试考生对基本功公式认读与幂次化简运算的纯熟度。
- 结论推广: 对于更为普适的二项式展开式 ,其第 项通项公式的指数一般化构型满足线性函数关系: 若要寻找特定项 的系数,项序数 满足核心方程: 在本题中, ,直接套用推广公式: 内化此指数控制模型,在面对任何高次或分式型二项式特定项系数的题型时,均可免去通项公式的重复书写,直接定出 值。
🔗【关联脉络】
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