高二数学精品教案 二项式定理及其应用（选修2-3）

二项式定理及其应用
一、求某项的系数：
【例1】（1）在（1-x3）（1+x）10的展开式中，x5的系数是多少？（407）
（2）求（1+x-x2）6展开式中含x5的项．（）
二、证明组合数等式：
练习
（12345）

例2  计算：1.9975（精确到0.001）．
师：按生戊所谈的方法，大家在自己的笔记本上计算一下．
例3：（1996年全国高考有这样一道应用题）
某地现有耕地10 000公顷，规划10年后粮食单产比现在增加22％，人均粮食占有量比现在提高10％．如果人口年增长率为1％，那么耕地平均每年至多只能减少多少公顷（精确到1公顷）？
例3  如果今天是星期一，那么对于任意自然数n，经过23n+3＋7n＋5天后的那一天是星期几？
生庚：先将此题转化为数学问题，即本题实际上寻求对于任意自然数n，23n+3+7n＋5被7除的余数．
受近似计算题目启发，23n+3=8n+1=（7＋1）n+1，这样可以运用
数，7n也是7的倍数，最后余数是1加上5，是6了．
师：请同学们在笔记本上完成此题的解答
（教师请一名同学板演）
解：由于23n+3＋7n＋5=8n+1＋7n＋5=（7＋1）n+1＋7n+5
则  23n+3＋7n＋5被7除所得余数为6
所以对于任意自然数n，经过23n+3＋7n＋5后的一天是星期日．
师：请每位同学在笔记本上完成这样一个习题：7777-1能被19整除吗？
（教师在教室内巡视，3分钟后找学生到黑板板演）
解：7777-1=（76+1）77
由于76能被19整除，因此7777-1能被19整除．
师：请生辛谈谈他怎样想到这个解法的？
生辛：这是个幂的计算问题，可以用二项式定理解决．如果把7777改成（19＋58）77，显然展开式中最后一项5877仍然不易判断是否能被19整除，于是我想到若7777-1能被38，或能被57，或能被76，或能被95整除，必能被19整除，而76与77只差1，故欲证7777-1被19整除，只需证（76+1）77被76整除．得到了以上的解法．
师：二项式定理解决的是乘方运算问题，因此幂的问题可以考虑二项式定理．下面我们解一些综合运用的习题
例4  求证：3n＞2n-1（n＋2）（n∈N，且n≥2）．
师：仍然由同学先谈谈自己的想法．
生壬：我觉得这道题仍可以用二项式定理解，为了把左式与右式发生联系，将3换成2＋1．
注意到：
①  2n+n·2n-1=2n-1（2＋n）=2n-1（n+2）；
②  n≥2，右式至少三项；
这样，可以得到3n＞2n-1（n＋2）（n∈N，且n≥2）．
生癸：根据题设条件有n∈N，且n≥2．用数学归纳法应当可以证明．
师：由于观察习题时思维起点不同，得到了习题不同解法，生×同学从乘方运算这点考虑，想到二项式定理，生×同学从题设条件n∈N考虑，想到数学归纳法．大家要养成习惯，每遇一题，从不同角度观察思考，得到更多解法，使我们思考问题更全面．
用二项式定理证明，生×同学已经讲清楚了证明过程，大家课下在笔记本上整理好，现在请同学们在笔记本上完成数学归纳法的证明．
（教师请一名同学板演）
证明：①当n=2时，左式=32=9，右式=22-1（2＋2）=2×4=8，显然9＞8．故不等式成立．
②假设n=k（k∈N且k≥2）时，不等式成立，即3k＞2k-1（k＋2），则当n=k＋1时，
由于  左式=3k+1=3·3k＞3·2k-1（k＋2）=3k·2k-1＋3·2k．
右式=2(k+1)-1[（k＋1）＋2]=2k（k＋3）=k·2k＋3·2k，
则  左式-右式=（3k·2k-1＋3·2k）-（k·2k＋3·2k）
=3k·2k-1-2k·2k-1=k·2k-1＞0．
所以  左式＞有式．故当n=k＋1时，不等式也成立．
由①，②不等式对n≥2，n∈N都成立．
师：为了培养综合能力，同学们在笔记本再演算一道习题：
设n∈N且n＞1，求证：
（证明过程中可以运用公式：对n个正数a1，a2，…，an，总有
（教师在教室巡视，过2分钟找一名同学到黑板板演第（1）小题，再过3分钟找另一名同学板演第（2）小题）

师：哪位同学谈一谈此题应怎样分析？
生寅：第（1）小题左式与右式没有直接联系，应把它们分别转化，
列前n项的和，由求和公式也能得到2n-1．因此得到证明．
第（2）小题左式与右式也没有直接联系．根据题目给出的公式要
师：根据式子的结构想有关知识和思考方法是分析问题的一种重要方法，要在解题实践中掌握．
本节课讨论了二项式定理主要应用，包括组合数的计算、近似计算、整除和求余数的计算以及与其他数学知识的综合应用．当然，二项式定理的运用不止这些，凡是涉及到乘方运算（指数是自然数或转化为自然数）都可能用到二项式定理．认真分析习题的结构，类比、联想、转化是重要的找到解题途径的思考方法，希望引起同学们的重视．
作业
1．课本习题：P253习题三十一：6，7，10；
2．课本习题：P256复习参考题九：15（2）．
3．补充题：

课堂教学设计说明
1．开始练习起着承上启下的作用．这三题既复习了二项式定理及其性质，又考查了数学基本思想，如等价变换、未知转化已知，取特殊值，利于本节课进行，又培养了学生预习复习的学习习惯．
2．只有学生自己动手、动脑、动口才能真正把知识学到手，才能培养思维能力、计算能力、表达能力、分析问题解决问题能力．因此课堂教学一定以学生为主体，体现主体参与．
3．学生的回答不会像教案写的那样标准，教师要因势利导，帮助学生提高分析能力．