题目
(x+a/x)(2x- 1/x)^5的展开式中各项系数的和为2,则该展开式中常数项为 A. -40 B. -20 C. 20 D. 40
的展开式中各项系数的和为2,则该展开式中常数项为 - A.
-40
- B.
-20
- C.
20
- D.
40
题目解答
答案
D. 40
解析
考查要点:本题主要考查二项式定理的应用,以及展开式中特定项(常数项)的求解方法。同时,需要结合系数和的条件确定参数的值。
解题思路:
- 确定参数$a$:利用展开式中各项系数和的定义,将$x=1$代入原式,建立方程求解$a$。
- 求常数项:将原式拆分为两个部分的乘积,分别找到每个部分中能组合成常数项的对应项,利用二项式展开的通项公式计算系数,最后相加。
破题关键:
- 系数和的性质:将$x=1$代入多项式,可快速求出所有系数之和。
- 二项式通项的应用:明确$(2x - \frac{1}{x})^5$的展开通项,分析$x$的指数,找到与$(x + \frac{a}{x})$相乘后指数抵消的项。
步骤1:求参数$a$
将$x=1$代入原式$(x + \frac{a}{x})(2x - \frac{1}{x})^5$,得:
$(1 + a) \cdot (2 \cdot 1 - \frac{1}{1})^5 = (1 + a) \cdot 1^5 = 1 + a.$
根据题意,系数和为2,故:
$1 + a = 2 \quad \Rightarrow \quad a = 1.$
步骤2:求常数项
原式变为$(x + \frac{1}{x})(2x - \frac{1}{x})^5$。展开$(2x - \frac{1}{x})^5$的通项为:
$T_{k+1} = \binom{5}{k} (2x)^{5-k} \left(-\frac{1}{x}\right)^k = \binom{5}{k} 2^{5-k} (-1)^k x^{5-2k}.$
分析常数项来源
-
$x$与$(2x - \frac{1}{x})^5$中$x^{-1}$项相乘:
- 需满足$5 - 2k = -1 \quad \Rightarrow \quad k = 3$。
- 对应系数为:
$\binom{5}{3} 2^{2} (-1)^3 = 10 \cdot 4 \cdot (-1) = -40.$
-
$\frac{1}{x}$与$(2x - \frac{1}{x})^5$中$x^{1}$项相乘:
- 需满足$5 - 2k = 1 \quad \Rightarrow \quad k = 2$。
- 对应系数为:
$\binom{5}{2} 2^{3} (-1)^2 = 10 \cdot 8 \cdot 1 = 80.$
合并结果
常数项为两部分之和:
$-40 + 80 = 40.$