题目内容
【题目】请先阅读:
在等式cos2x=2cos2x﹣1(x∈R)的两边求导,得:(cos2x)′=(2cos2x﹣1)′,由求导法则,得(﹣sin2x)2=4cosx(﹣sinx),化简得等式:sin2x=2cosxsinx.
(1)利用上题的想法(或其他方法),结合等式(1+x)n=Cn0+Cn1x+Cn2x2+…+Cnnxn(x∈R,正整数n≥2),证明: .
(2)对于正整数n≥3,求证:
(i) ;
(ii) ;
(iii) .
【答案】
(1)
证明:在等式(1+x)n=Cn0+Cn1x+Cn2x2+…+Cnnxn两边对x求导得n(1+x)n﹣1=Cn1+2Cn2x+…+(n﹣1)Cnn﹣1xn﹣2+nCnnxn﹣1
移项得 (*)
(2)
证明:(i)在(*)式中,令x=﹣1,整理得
所以
(ii)由(1)知n(1+x)n﹣1=Cn1+2Cn2x+…+(n﹣1)Cnn﹣1xn﹣2+nCnnxn﹣1,n≥3
两边对x求导,得n(n﹣1)(1+x)n﹣2=2Cn2+32Cn3x+…+n(n﹣1)Cnnxn﹣2
在上式中,令x=﹣1,得0=2Cn2+32Cn3(﹣1)+…+n(n﹣1)Cn2(﹣1)n﹣2
即 ,
亦即 (1)
又由(i)知 (2)
由(1)+(2)得
(iii)将等式(1+x)n=Cn0+Cn1x+Cn2x2+…+Cnnxn两边在[0,1]上对x积分
由微积分基本定理,得
所以
【解析】(1)对二项式定理的展开式两边求导数,移项得到恒等式.(2)(i)对(1)中的x 赋值﹣1,整理得到恒等式.(ii)对二项式的定理的两边对x求导数,再对得到的等式对x两边求导数,给x赋值﹣1化简即得证.(iii)对二项式定理的两边求定积分;利用微积分基本定理求出两边的值,得到要证的等式.
【考点精析】本题主要考查了二项式定理的通项公式和类比推理的相关知识点,需要掌握二项式通项公式:;根据两类不同事物之间具有某些类似(或一致)性,推测其中一类事物具有与另外一类事物类似的性质的推理,叫做类比推理才能正确解答此题.