针对“二项式定理”的教学,教师制定了如下的教学目标: ①掌握二项式定理,能用计数原理推导二项式定理; ②经历发现二项式定理的过程。 依据这一教学目标,请完成下列任务: 给出引导学生运用计数原理推导二项式定理的基本步骤。

admin2019-07-10  39

问题 针对“二项式定理”的教学,教师制定了如下的教学目标:
①掌握二项式定理,能用计数原理推导二项式定理;
②经历发现二项式定理的过程。
依据这一教学目标,请完成下列任务:
给出引导学生运用计数原理推导二项式定理的基本步骤。

选项

答案推导二项式定理的基本步骤如下。 ①根据多项式乘法法则,得(a+b)2=(a+b)(a+b)=a2+2ab+b2=C20a2+C21ab+C22b2。 ②引导学生运用计数原理推导(a+b)2=C20a2+C21ab+C22b2。 推导思路如下:(a+b)2是2个(a+b)相乘,根据多项式乘法法则,每个(a+b)在相乘时有两个选择,选a或选b,而且每个(a+b)中的a或b都选定后,才能得到展开式中的一项。于是由分步乘法计数原理,在合并同类项之前,(a+b)2的展开式共有2×2=22项,而且每一项都是a2-k×bk(k=0,1,2)的形式。对于每一个k(k∈{0,1,2})对应的a2-k×bk是由2-k个(a+b)中选a,k个(a+b)中选b得到的。由于b选定后,a的选法也随之确定,因此,a2-k×bk出现的次数相当于从2个(a+b)中取k个b的组合数。所以,得到(a+b)2=C20a2+C21ab+C22b2。 ③类比步骤②的推导思路,猜想(a+b)3,(a+b)4的展开式,并通过多项式乘法对猜想结果进行验证。 ④类比步骤②和步骤③,猜想(a+b)n的展开式。 通过上面几个步骤,猜想(a+b)n=Cn0an+Cn1an-1b+…+Cnkan-kbk+…+Cnnbn。 ⑤对步骤④猜想的(a+b)n的展开式进行验证。 类比步骤②中的推导思路。(a+b)n是n个(a+b)相乘,根据多项式乘法法则,每个(a+b)在相乘时有两个选择,选a或选b,而且每个(a+b)中的a或b都选定后,才能得到展开式中的一项。于是由分步乘法计数原理,在合并同类项之前,(a+b)n的展开式共有2n项,而且每一项都是an-k×bk(k=0,1,…,n)的形式。对于每一个k(k∈{0,1,…,n})对应的an-k×bk是由n-k个(a+b)中选a,k个(a+b)中选b得到的。由于b选定后,a的选法也随之确定,因此,an-k×bk出现的次数相当于从n个(a+b)中取k个b的组合数Cnk。所以,验证了猜想:(a+b)n=Cn0an+Cn1an-1b+…+Cnkan-kbk+…+Cnnbn

解析
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