Toán 11 Chương 2 Bài 3: Nhị thức Niu-tơn
Nội dung bài học sẽ giới thiệu đến các em khái niệm Nhị thức Niu-tơn cùng các dạng bài tập liên quan. Bên cạnh đó là những ví dụ minh họa có hướng dẫn giải sẽ giúp các em dễ dàng làm chủ nội dung bài học.
Mục lục nội dung
Toán 11 Chương 2 Bài 3: Nhị thức Niu-tơn
1. Tóm tắt lý thuyết
1.1. Công thức nhị thức Niu - Tơn
a) Công thức nhị thức Niu - Tơn:
Với a,ba,b là những số thực tùy ý và với mọi số tự nhiên n≥1n≥1, ta có:
(a+b)n=C0nan+C1nan−1b+...+(a+b)n=C0nan+C1nan−1b+...+
Cn−1nabn−1+Cnnbn(1)Cn−1nabn−1+Cnnbn(1)
b) Quy ước:
Với aa là số thực khác 00 và nn là số tự nhiên khác 00, ta quy ước: a0=1a0=1; a−n=1ana−n=1an.
c) Chú ý:
Với các điều kiện và quy ước ở trên, đồng thời thêm điều kiện aa và bb đều khác 00, có thể viết công thức (1) ở dạng sau đây:
(a+b)n=n∑k=0Cknan−kbk=n∑k=0akbn−k(a+b)n=n∑k=0Cknan−kbk=n∑k=0akbn−k
1.2. Tam giác Pa-xcan
a) Tam giác Pa-xcan là tam giác số ghi trong bảng (SGK)
b) Cấu tạo của tam giác Pa-xcan:
- Các số ở đầu và cuối hàng đều bằng 11.
- Xét hai số ở cột kk và cột k+1k+1, đồng thời cùng thuộc dòng nn, (k≥0;n≥1k≥0;n≥1), ta có: tổng của hai số này bằng số đứng ở giao của cột k+1k+1 và dòng n+1n+1.
c) Tính chất của tam giác Pa-xcan:
Từ cấu tạo của tam giác Pa-xcan, có thể chứng minh được rằng:
- Giao của dòng nn và cột kk là CknCkn
- Các số của tam giác Pa-xcan thỏa mãn công thức Pa-xcan: Ckn+Ck+1n=Ck+1n+1Ckn+Ck+1n=Ck+1n+1
- Các số ở dòng nn là các hệ số trong khai triển của nhị thức (a+b)n(a+b)n (theo công thức nhị thức Niu - Tơn), với a,ba,b là hai số thực tùy ý. Chẳng hạn, các số ở dòng 44 là các hệ số trong khai triển của (a+b)4(a+b)4 (theo công thức nhị thức Niu - Tơn) dưới đây:
(a+b)4=a4+4a3b+6a2b2+4ab3+b4(a+b)4=a4+4a3b+6a2b2+4ab3+b4.
2. Bài tập minh họa
2.1. Bài tập 1
Khai triển biểu thức (a + b)4 thành tổng các đơn thức.
Hướng dẫn giải
(a + b)4 = (a + b)3(a + b)
= (a3 + 3a2b + 3ab2 + b3 )(a + b)
= a4 + 3a3b + 3a2b2 + ab3 + a3b + 3a2b2 + 3ab3 + b4
= a4 + 4a3b + 6a2b2 + 4ab3 + b4
2.2. Bài tập 2
Viết khai triển theo công thức nhị thức Niu - Tơn: (a+2b)5(a+2b)5
Hướng dẫn giải
Theo dòng 5 của tam giác Pascal, ta có:
(a+2b)5=a5+5a4.2b+10a3.(2b)2+10a2(2b)3(a+2b)5=a5+5a4.2b+10a3.(2b)2+10a2(2b)3
+5a.(2b)4+(2b)5+5a.(2b)4+(2b)5=a5+10a4b+40a3b2+80a2b3+80ab4+32b5=a5+10a4b+40a3b2+80a2b3+80ab4+32b5
C2:(a+2b)5=C05a5+C15a4(2b)1+C25a3(2b)2+C35a2(2b)3+C45a1(2b)4+C55(2b)5=a5+10a4b+40a3b2+80a2b3+80ab4+32b5
2.3. Bài tập 3
Tìm hệ số của x3 trong khai triển của biểu thức: (x+2x2)6.
Hướng dẫn giải
Số hạng tổng quát:
Tk+1=Ck6.x6−k.(2x2)k=Ck6.x6−k.2k(x2)k=Ck6.x6−k.2kx2k=Ck6x6−k−2k.2k=Ck6.2k.x6−3k
Số hạng chứa x3 ứng với 6−3k=3⇔k=1
Do đó hệ số của x3 trong khai triển của biểu thức đã cho là: C16.21=2.6=12
3. Luyện tập
3.1. Bài tập tự luận
Câu 1: Tìm số hạng thứ năm trong khai triển (x+2x)10, mà trong khai triển đó số mũ của x giảm dần.
Câu 2: Viết khai triển theo công thức nhị thức Niu - Tơn: (a−√2)6
Câu 3: Viết khai triển của (1+x)6
a) Dùng ba số hạng đầu để tính gần đúng 1,016.
b) Dùng máy tính để kiểm tra kết quả trên
Câu 4: Trong khai triển (1+ax)n ta có số hạng đầu là 1, số hạng thứ hai là 24x, số hạng thứ ba là 252x2. Hãy tìm a và n.
3.2. Bài tập trắc nghiệm
Câu 1: Tìm hệ số của x4 trong khai triển P(x)=(1−x−3x3)n với n là số tự nhiên thỏa mãn hệ thức Cn−2n+6n+5=A2n+1
A. 210
B. 840
C. 480
D. 270
Câu 2: Tìm hệ số của x10 trong khai triển (1+x+x2+x3)5
A. 5
B. 50
C. 101
D. 105
Câu 3: Đa thức P(x)=32x5−80x4+80x3−40x2+10x−1 là khai triển của nhị thức nào dưới đây?
A. (1−2x)5
B. (1+2x)5
C. (2x−1)5
D. (x−1)5
Câu 4: Số hạng không chứa x trong khai triển của (x−1x3)8 là:
A. -28
B. 28
C. 56
D. -56
Câu 5: Hệ số của số hạng chứa x4 trong khai triển của (x+2x2)10 là:
A. 85
B. 108
C. 180
D. 95
3.3. Trắc nghiệm Online
Các em hãy luyện tập bài trắc nghiệm Nhị thức Niu-tơn Toán 11 sau để nắm rõ thêm kiến thức bài học.
4. Kết luận
Qua bài học này, các em nắm được một số nội dung chính như sau:
- Khai triển thành thạo nhị thức niutơn với n xỏc định.
- Xác định số hạng thứ k trong khai triển của khai triển nhị thức Niu-tơn
- Biết tính tổng nhờ công thức Niutơn.
- Sử dụng thành thạo tam giác Pascal để triển khai nhị thức Niutơn.