學生背得到 C(n,r),但展開 (x + 3/x)^6 之後就找不到常數項。這一堂只建立一個習慣:先寫通項、把指數寫成 r 的表達式、再令它等於目標次方。
本堂目標 學生能夠:① 寫出 (a + b)ⁿ 的通項 T(r+1) = C(n,r) aⁿ⁻ʳ bʳ;② 由通項求指定次方的係數與常數項;③ 用代值法求係數和,並判斷係數的正負。
01 先備知識(開課前 3 分鐘快檢)
以下任何一項未過關,本堂就會卡住,先補該項:
| 技能 |
快檢題 |
過關標準 |
| 組合數 |
C(5,3) 等於多少 |
10 |
| 指數律 |
(2x)³ 的係數部分 |
8 |
| 解一次方程 |
6 − 2r = 0 的 r |
3 |
02 課堂流程(60 分鐘)
| 時間 |
環節 |
導師做什麼 |
學生做什麼 |
| 0–8 分 |
展開的規律 |
巴斯卡三角形與 C(n,r) |
寫出 (a+b)³ 三行 |
| 8–20 分 |
通項公式 |
T(r+1) 的寫法 |
學生自己寫一次 |
| 20–34 分 |
指定次方係數 |
(1+2x)^5 的 x³ |
算出 80 |
| 34–46 分 |
常數項 |
(x+3/x)^6 |
算出 540 |
| 46–56 分 |
係數和與正負 |
代 x = 1 或 −1 |
和 = 243 |
| 56–60 分 |
離場檢查 |
三題收回即批 |
獨立完成 |
03 講解腳本(照著說就可以)
第一幕:由巴斯卡三角形到組合數
(a + b)² 的係數是 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 項係數是 C(n,r),這就是二項式定理的全部來源,不需要另背公式。
要學生講:C(6,2) 是多少、為何 (a+b)⁶ 中間兩項係數相同(對稱,C(6,2) = C(6,4))。
第二幕:通項:一條公式處理所有題
通項 T(r+1) = C(n,r) · aⁿ⁻ʳ · bʳ,r 由 0 開始。
(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 係數:C(7,4) × 2³ × (−1)⁴ = 35 × 8 = 280。
提醒:要先寫清楚 a 與 b 各自是什麼,b 的符號(負號)一定要跟進去。
第三幕:常數項與係數和
(x + 3/x)^6:T(r+1) = C(6,r) · x^(6−r) · (3/x)ʳ = C(6,r) · 3ʳ · x^(6−2r)。常數項要指數為 0:6 − 2r = 0 → r = 3,係數 = C(6,3) × 3³ = 20 × 27 = 540。
係數和:令 x = 1,(1 + 2)⁵ = 243;若要「奇次項減偶次項」,令 x = −1 再相加減。
要學生計:(x + 2/x)⁴ 的常數項(r = 2,C(4,2) × 2² = 24)。
04 必教題型與步驟
| 題型 |
例子 |
步驟 |
答案 |
| 求係數 |
指定次方 |
寫通項 → 令指數 = 目標 → 代 r |
80 |
| 常數項 |
正負次方混合 |
令指數 = 0 解 r |
540 |
| 係數和 |
全部係數相加 |
代 x = 1 |
243 |
| 判斷 |
某項是否存在 |
解出的 r 必須是 0 至 n 的整數 |
r = 3 存在 |
合理性檢查(一定要教):解出的 r 必須是 0 至 n 之間的整數,否則該項不存在(答「沒有此項」)。常數項一定是正數次方項與負數次方項抵消;係數和的數量級應與 a + b 的 n 次方相符。
05 獨立練習三題
| 題目 |
答案 |
想觀察什麼 |
| (1 + 2x)^5 的 x³ 係數 |
80 |
r = 3,C(5,3) × 8 |
| (x + 3/x)^6 的常數項 |
540 |
6 − 2r = 0 → r = 3 |
| (1 + 2x)^5 所有係數之和 |
243 |
代 x = 1 |
06 學生常見錯誤與糾正句
| 錯誤 |
學生通常這樣寫 |
導師這樣說 |
| 指數與 r 對調 |
答案用 C(5,2) |
「T(r+1) 嘅 r 係 b 嘅次方,唔好調亂。」 |
| 忘記 b 的係數次方 |
答 20 |
「(2x)³ 係 8x³,唔係 2x³。」 |
| 常數項令 r = 0 |
答 C(6,0) |
「要指數等於 0,唔係 r 等於 0。」 |
| 負號漏掉 |
答 +280 而非 −280 |
「b 帶負號,奇次項一定負。」 |
07 家課建議(直接指到練習卷題號)
08 離場檢查(最後 5 分鐘)
| 題目 |
答案 |
判定 |
| (1 + 2x)^5 的 x³ 係數 |
80 |
三題全對=可進概率 |
| (x + 3/x)^6 的常數項 |
540 |
錯一題=下堂前重講通項 |
| 求係數和應代哪個值 |
x = 1 |
錯兩題以上=回到第一幕 |
09 導師常問
要背巴斯卡三角形嗎?
不用背到很深,記住係數就是 C(n,r),三角形只是輔助理解。
n 很大怎樣算?
用計算機的 nCr 功能,DSE 容許,重點是寫對通項。
常數項可以有多個嗎?
在單一二項式展開中只有一個 r 令指數為 0,所以只有一個常數項。
立即免費搵導師導師登記 →
本頁為 TutorZone 導師備課指引,內容由 TutorZone 團隊編寫;題目與流程為原創,並非任何學校或出版社的教材。