王選
二項(xiàng)式定理是歷年高考的必考內(nèi)容之一,而用賦值法求二項(xiàng)展開式的系數(shù)和又是其重點(diǎn)考查的方向.但不少學(xué)生采用死記硬背的方式記憶賦值法,認(rèn)為不管是什么題只要對(duì)x賦值-1、0、1就可以解決所有問題,當(dāng)題目稍作修改就感覺無從下手,不知如何賦值.究其原因,關(guān)鍵是對(duì)賦值法的目的性不明確,不知為何這樣賦值.針對(duì)這一情況,我通過幾道例題來探討下如何在二項(xiàng)式定理中用好賦值法.
一、用賦值法解決二項(xiàng)式系數(shù)的有關(guān)問題
例1.已知(1-3x)=a+ax+ax+…+ax,求值:
(1)a+a+a+…+a;(2)|a|+|a|+|a|+…+|a|;(3)a+a+a+a+a.
分析:此題是利用二項(xiàng)展開式求有關(guān)系數(shù)的問題,可以用賦值法令x=1得所有系數(shù)之和,令x=-1可得奇數(shù)項(xiàng)的系數(shù)與偶數(shù)項(xiàng)的系數(shù)之間的關(guān)系,即f(-1)=(a+a+a+a+a)-(a+a+a+a+a).
解:(1)設(shè)f(x)=(1-3x)=a+ax+ax+…+ax
令x=1,得:a+a+a+…+a=-2.
(2)在(1-3x)=a+ax+ax+…+ax中,a,a,…,a為正數(shù),a,a,…,a為負(fù)數(shù),
則|a|+|a|+|a|+…+|a|=(a+a+a+a+a)-(a+a+a+a+a)=f(-1)=4.
(3)由(1)(2)可得a+a+a+a+a=[f(1)+f(-1)]=(4-2).
二、與構(gòu)造法相結(jié)合的賦值
例2.若(x+1)(2x+1)=a+a(x+2)+a(x+2)+…+a(x+2),求a+a+a+…+a的值.
分析:上式右邊是有關(guān)a,a,a,…,a的式子,只是多了x+2這一因式,若令x+2=1,右式即為所求.
解:令x+2=1,即x=-1,原等式可化為
[(-1)+1](-2+1)=a+a+a+…+a
所以a+a+a+…+a=-2.
例3.若(2x+3)=a+a(x+2)+a(x+2)+a(x+2),求a+a+2a+4a.
分析:乍一看,此題a,a,a,a系數(shù)各不相同,用賦值法貌似很難處理,但如果將上式拆分成a,a+2a+4a兩部分.令x+2=0,a易求得;而a,a,a的系數(shù)分別為1、2、4,剛好成等比數(shù)列,且公比為2,只需令x+2=2即可解決這一問題。
解:令x+2=0,即x=-2,可得a=-1
令x+2=2,即x=0,可得27=a+2a+4a+8a
從而2a+4a+8a=28
即a+2a+4a=14
所以a+a+2a+4a=-1+14=13
三、綜合應(yīng)用
例4.若(1-2x)=a+ax+ax+…+ax(x∈R)
求(1)+++…+
(2)a+2a+3a+…+2012a
分析:(1)觀察待求式,可將其化為a()+a()+a()+…+a(),只需在原式中令x=即可,另外a可令x=0求得.
(2)所求式中各項(xiàng)系數(shù)分別為1,2,3,…,2012,與原等式中x的次數(shù)剛好一致,而(x)′=nx,所以可對(duì)原等式先求導(dǎo)再賦值.
解:(1)令x=,則0=a++++…+
令x=0,可得1=a
所以+++…+=-1
(2)對(duì)原等式左右兩邊同時(shí)關(guān)于x求導(dǎo),可得:
[(1-2x)]=0+a+2ax+3ax+…+2012ax
即-4024(1-2x)=0+a+2ax+3ax+…+2012ax
令x=可得:a+2a+3a+…+2012a=4024
點(diǎn)評(píng):求展開式系數(shù)和或有關(guān)展開式系數(shù)和一個(gè)非常有效的方法是賦值法.在用“賦值法”求值時(shí),要找準(zhǔn)待求代數(shù)式與已知條件的聯(lián)系.如何賦值,要是具體情況而定,沒有一成不變的規(guī)律,靈活性較強(qiáng).一般的,多項(xiàng)式f(x)的各項(xiàng)系數(shù)和為f(1),奇次項(xiàng)系數(shù)和為[f(1)-f(-1)],偶次項(xiàng)系數(shù)和為[f(1)+f(-1)];對(duì)于有些展開式要對(duì)關(guān)于x的因式賦值,要注意觀察;另外在賦值法中正確使用構(gòu)造法,結(jié)合函數(shù)相關(guān)性質(zhì),可以在求解二項(xiàng)式問題時(shí)能收到事半功倍的效果.