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DSE 数学|二项式定理 备课指引(导师用)|通项、常数项与系数和

DSE 数学|二项式定理 备课指引(导师用)|通项、常数项与系数和

  • 2026-11-01

学生背得到 C(n,r),但展开 (x + 3/x)^6 之后就找不到常数项。这一堂只建立一个习惯:先写通项、把指数写成 r 的表达式、再令它等于目标次方。

本堂目标 学生能够:① 写出 (a + b)ⁿ 的通项 T(r+1) = C(n,r) aⁿ⁻ʳ bʳ;② 由通项求指定次方的系数与常数项;③ 用代值法求系数和,并判断系数的正负。

01 先备知识(开课前 3 分钟快检)

以下任何一项未过关,本堂就会卡住,先补该项:

技能 快检题 过关标准
组合数 C(5,3) 等于多少 10
指数律 (2x)³ 的系数部分 8
解一次方程 6 − 2r = 0 的 r 3

02 课堂流程(60 分钟)

时间 环节 导师做什么 学生做什么
0–8 分 展开的规律 巴斯卡三角形与 C(n,r) 写出 (a+b)³ 三行
8–20 分 通项公式 T(r+1) 的写法 学生自己写一次
20–34 分 指定次方系数 (1+2x)^5 的 x³ 算出 80
34–46 分 常数项 (x+3/x)^6 算出 540
46–56 分 系数和与正负 代 x = 1 或 −1 和 = 243
56–60 分 离场检查 三题收回即批 独立完成

03 讲解脚本(照着说就可以)

第一幕:由巴斯卡三角形到组合数

(a + b)² 的系数是 1, 2, 1;(a + b)³ 是 1, 3, 3, 1,正正是 C(3,0) 至 C(3,3)。
所以 (a + b)ⁿ 的第 r+1 项系数是 C(n,r),这就是二项式定理的全部来源,不需要另背公式。

要学生讲:C(6,2) 是多少、为何 (a+b)⁶ 中间两项系数相同(对称,C(6,2) = C(6,4))。

第二幕:通项:一条公式处理所有题

通项 T(r+1) = C(n,r) · aⁿ⁻ʳ · bʳ,r 由 0 开始。
(1 + 2x)^5:a = 1、b = 2x、n = 5,所以 T(r+1) = C(5,r) · 2ʳ · xʳ。求 x³ 令 r = 3:C(5,3) × 2³ = 10 × 8 = 80。
(2 − x)⁷ 的 x⁴ 系数:C(7,4) × 2³ × (−1)⁴ = 35 × 8 = 280。

提醒:要先写清楚 a 与 b 各自是什么,b 的符号(负号)一定要跟进去。

第三幕:常数项与系数和

(x + 3/x)^6:T(r+1) = C(6,r) · x^(6−r) · (3/x)ʳ = C(6,r) · 3ʳ · x^(6−2r)。常数项要指数为 0:6 − 2r = 0 → r = 3,系数 = C(6,3) × 3³ = 20 × 27 = 540。
系数和:令 x = 1,(1 + 2)⁵ = 243;若要“奇次项减偶次项”,令 x = −1 再相加减。

要学生计:(x + 2/x)⁴ 的常数项(r = 2,C(4,2) × 2² = 24)。

04 必教题型与步骤

题型 例子 步骤 答案
求系数 指定次方 写通项 → 令指数 = 目标 → 代 r 80
常数项 正负次方混合 令指数 = 0 解 r 540
系数和 全部系数相加 代 x = 1 243
判断 某项是否存在 解出的 r 必须是 0 至 n 的整数 r = 3 存在
合理性检查(一定要教):解出的 r 必须是 0 至 n 之间的整数,否则该项不存在(答“没有此项”)。常数项一定是正数次方项与负数次方项抵消;系数和的数量级应与 a + b 的 n 次方相符。

05 独立练习三题

题目 答案 想观察什么
(1 + 2x)^5 的 x³ 系数 80 r = 3,C(5,3) × 8
(x + 3/x)^6 的常数项 540 6 − 2r = 0 → r = 3
(1 + 2x)^5 所有系数之和 243 代 x = 1

06 学生常见错误与纠正句

错误 学生通常这样写 导师这样说
指数与 r 对调 答案用 C(5,2) “T(r+1) 的 r 系 b 的次方,不好调乱。”
忘记 b 的系数次方 答 20 “(2x)³ 系 8x³,不系 2x³。”
常数项令 r = 0 答 C(6,0) “要指数等于 0,不系 r 等于 0。”
负号漏掉 答 +280 而非 −280 “b 带负号,奇次项一定负。”

07 家课建议(直接指到练习卷题号)

08 离场检查(最后 5 分钟)

题目 答案 判定
(1 + 2x)^5 的 x³ 系数 80 三题全对=可进概率
(x + 3/x)^6 的常数项 540 错一题=下堂前重讲通项
求系数和应代哪个值 x = 1 错两题以上=回到第一幕

09 导师常问

要背巴斯卡三角形吗?

不用背到很深,记住系数就是 C(n,r),三角形只是辅助理解。

n 很大怎样算?

用计算机的 nCr 功能,DSE 容许,重点是写对通项。

常数项可以有多个吗?

在单一二项式展开中只有一个 r 令指数为 0,所以只有一个常数项。

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