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例題精講 · 第 00568 題 · 解出 r≤5 不等於「只有第 6 項最大」

以 (1+2x)⁸ 展開式為自編題面,用相鄰係數比求增減轉折,發現第 6、7 項係數並列最大,並回代係數和與漏判並列項的後果。

00568題號全 1000 篇 · 第 第95輪 / 第95冊 輪
方向數學·導數與解三角形六向之一
題型自編仿真題逐題精講 · 采分點拆解

題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。

例題精講 · 數學導數與解三角形

一、考點定位與做題順序

求 (1+2x)⁸ 展開式裡係數最大的項,標準做法是看相鄰兩項係數之比:設第 r+1 項係數 a(r) = C(8,r)·2^r,算 a(r+1)/a(r) = [C(8,r+1)·2^(r+1)]/[C(8,r)·2^r] = 2(8−r)/(r+1)。

比值大於 1 時係數還在漲,小於 1 時開始降;但比值「恰等於 1」時相鄰兩項相等,必須單獨判成並列,不能順手寫成「唯一最大項」。下面按題面現算。

二、逐題精講

題1

題1 求 (1+2x)⁸ 展開式中係數最大的項,並求所有項的係數和。

解析

a(r+1)/a(r) = 2(8−r)/(r+1)。令其 ≥ 1:16 − 2r ≥ r + 1,即 15 ≥ 3r,r ≤ 5。所以 r=0…5 時係數不降,r≥6 後開始降。但要點在 r=5:比值 = 2(8−5)/(5+1) = 2×3/6 = 1.0,恰等於 1,說明 a(5) 與 a(6) 相等。

實算:a(5) = C(8,5)·2^5 = 56×32 = 1792;a(6) = C(8,6)·2^6 = 28×64 = 1792。兩者同為 1792,故第 5+1 項與第 6+1 項並列最大,係數都是 1792。

係數和用賦值法:令 x=1,(1+2)⁸ = 3⁸ = 6561。回代核驗:前一段比值 a(5)/a(5−1) = 1.6 ≥ 1,後一段 a(6+1)/a(6) = 0.5714 < 1,轉折位置閉合,且 1792=1792 不是取位巧合。

答案 第 6 項與第 7 項並列最大,係數均為 1792;係數和 6561

採分點 寫出相鄰係數比 2(8−r)/(r+1) 2 分;解出 r≤5 2 分;發現比值等於 1 並判並列 3 分;兩個係數值 1 分;賦值法系數和 1 分;前後比值回代 1 分

易錯點 解出 r≤5 就答「第 6 項唯一最大」;把係數和寫成 2⁸

題2

題2 若按「r≤5 故第 5+1 項唯一最大」作答,會漏掉什麼?用相鄰比值說明為什麼必須驗 r=5 處。

解析

會漏掉第 6+1 項。因為不等式只給出「不降」的區間,邊界 r=5 處比值恰為 1.0,意味著 a(6) 與 a(5) 相等而不是變小;只有再往一步,r=6 處比值 = 2(8−6)/(6+1) = 0.5714 < 1,才真正開始下降。

換句話說,增減性判定要給「等於」單獨留一格:大於 1 遞增、等於 1 並列、小於 1 遞減。本例 C(8,5)2^5 = 1792 與 C(8,6)2^6 = 1792 完全相同,是精確相等,不是四捨五入。

回代核驗:1792/1792 = 1.0;1.6 ≥ 1、1.0 = 1、0.5714 < 1 三段連起來,正好把「升—平—降」寫全;係數和 6561 與單項最大值 1792 不衝突,一個是總和一個是單項。

答案 漏掉第 6+1 項;r=5 處比值 1.0=1 使兩項並列,須驗到 r=6 處比值 0.5714<1 才下降

採分點 指出漏項 1 分;等於 1 單獨留格 2 分;三段比值 3 分;精確相等非取位 1 分;係數和與單項區分 1 分;回代 1 分

易錯點 把「等於 1」並進「大於 1」或「小於 1」;認為兩項相等是取位誤差

三、規律小結與對照表

r 段比值係數變化結論
r<5>1遞增未到最大
r=5=1.0相等兩項並列
r=60.5714<1遞減開始下降
賦值 x=1——和 6561

小結:相鄰係數比解到 r≤5 還不夠,r=5 處比值 1.0=1 說明第 6、7 項並列最大、係數同為 1792;令 x=1 得係數和 6561。題面數值均為自編示意。

四、自測清單

  • 能寫出相鄰係數比 2(8−r)/(r+1)
  • 能由比值 ≥1 解出 r 的範圍
  • 知道比值等於 1 時兩項並列
  • 能實算兩個並列項的係數
  • 能用賦值法求係數和
  • 能區分系數總和與單項最大值
編寫說明與學科依據

本文為備考教研體例稿:題目系按課程標準與聯招常見考點範圍編寫的仿真練習題,非真題原文;文中案例為示意內容,非真實記錄;文末欄目為學科依據說明,非逐條引文。涉及報考、錄取、證件、居留、資助等事項,一律以當年官方文件與學校正式通知為準。

學科依據:

  • 人教版高中教材(數學):多項式、數列、計數、複數、不等式與二項式相關章節
  • 《普通高等學校聯合招收華僑港澳臺學生考試大綱(數學科)》:相關考點考查範圍(僅作命題範圍參照,本文題目未與真題逐題比對)
  • 編寫說明:題目、選段、選項、數據與解析均為按常見考點獨立編寫的原創仿真題,未取自任何題庫、教輔或試卷;採分點為教研整理,非官方評分標準

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聯招數學·二項式係數的最大項:比值恰等於 1 時是兩項並列
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