高考理科数学复习排列组合二项式定理真题解析
排列组合与二项式定理(解析版)--2024年新高考数学热点题

排列组合与二项式定理热点单选题1(2024·湖北武汉·模拟预测)在1+x-16+(1-x)6+(1-x)7展开式中,x3的系数为7+1+x-1()A.0B.-55C.-15D.55【答案】B【分析】根据题意,由二项式展开式的通项公式代入计算,即可得到结果.【详解】因为1+x-17与1+x-16的展开式中没有x3的项,只有(1-x)6与(1-x)7的展开式中有x3的项,其中(1-x)6的展开式的通项为T k+1=-1k⋅C k6x k,则x3的系数为-C36,(1-x)7的展开式的通项为T k+1=-1k⋅C k7x k,则x3的系数为-C37,所以展开式中x3的系数为-C36-C37=-55.故选:B2(2024·辽宁·模拟预测)为迎接元宵节,某广场将一个圆形区域分成A,B,C,D,E五个部分(如图所示),现用4种颜色的鲜花进行装扮(4种颜色均用到),每部分用一种颜色,相邻部分用不同颜色,则该区域鲜花的摆放方案共有()A.48种B.36种C.24种D.12种.【答案】A【分析】满足条件的涂色方案可分为B,D区域同色,且和其它区域不同色和C,E区域同色两类,且和其它区域不同色,结合分步乘法计数原理,分类加法计数原理求解即可【详解】满足条件的摆放方案可分为两类,第一类B,D区域同色,且和其它区域不同色的摆放方案,满足条件的方案可分四步完成,第一步,先摆区域A有4种方法,第二步,摆放区域B,D有3种方法,第三步,摆放区域C有2种方法,第四步,考虑到区域A,B,C不同色,且4种颜色都要用到,摆放区域E有1种方法,由分步乘法计数原理可得第一类中共有4×3×2×1=24种方案,第二类,C,E区域同色两类,且和其它区域不同色的摆放方案,满足条件的方案可分四步完成,第一步,先摆区域A有4种方法,第二步,摆放区域B有3种方法,第三步,摆放区域C,E有2种方法,第四步,考虑到区域A,B,C不同色,且4种颜色都要用到,摆放区域D有1种方法,由分步乘法计数原理可得第一类中共有4×3×2×1=24种方案,根据分步加法计数原理可得该区域鲜花的摆放方案共有48种,故选:A.3(2024·河北沧州·一模)截至2024年2月25日,2024年春节档4部影片《热辣滚烫》《飞驰人生2》《第二十条》《熊出没·逆转时空》合计票房已经突破100亿.某影城为了家庭中的大人和孩子观影便利,对《熊出没·逆转时空》不排最后一场,《第二十条》和《熊《热辣滚烫》不排第一场,影片播放顺序做出如下要求:出没·逆转时空》必须连续安排,则不同的安排方式有()A.12种B.10种C.9种D.7种【答案】D【分析】根据已知条件,分《热辣滚烫》排最后一场、《热辣滚烫》排第二场、《热辣滚烫》排第三场三种情况分别计算安排方法数,最后分类加法公式计算总数即可.【详解】分两种情况:第一种:《热辣滚烫》排最后一场,因为《第二十条》和《熊出没·逆转时空》必须连续安排,所以用捆绑法有A22种可能,并看成一个元素,剩下元素有A22种排法,所以共有A22⋅A22=4种排法;第二种:《热辣滚烫》排第二场,因为《第二十条》和《熊出没·逆转时空》必须连续安排,而且《熊出没·逆转时空》不排最后一场,所以《第二十条》和《熊出没·逆转时空》只能排在第四、第三两场,《飞驰人生2》排第一场,这种情况共1种排法;第三种:《热辣滚烫》排第三场,因为《第二十条》和《熊出没·逆转时空》必须连续安排,而且《熊出没·逆转时空》不排最后一场,所以《第二十条》和《熊出没·逆转时空》排在前两场有A22种排法,《飞驰人生2》排最后一场,这种情况共有A22=2种排法.综上符合条件的电影安排方法总数为4+1+2=7种.故选:D热点多选题4(2024·重庆·模拟预测)如图,16枚钉子钉成4×4的正方形板,现用橡皮筋去套钉子,则下列说法正确的有(不同的图形指两个图形中至少有一个顶点不同)()A.可以围成20个不同的正方形B.可以围成24个不同的长方形(邻边不相等)C.可以围成516个不同的三角形D.可以围成16个不同的等边三角形【答案】ABC【分析】利用分类计算原理及组合,结合图形,对各个选项逐一分析判断即可得出结果.【详解】不妨设两个钉子间的距离为1,对于选项A ,由图知,边长为1的正方形有3×3=9个,边长为2的正方形有2×2=4个,边长为3的正方形有1个,边长为2的正方形有2×2=4个,边长为5的有2个,共有20个,所以选项A 正确,对于选项B ,由图知,宽为1的长方形有3×3=9个,宽为2的长方形有4×2=8个,宽为3的长方形有5个,宽为2的有2个,共有24个,所以选项B 正确,对于选项C ,由图知,可以围成C 316-10C 34-4C 33=516个不同的三角形,所以选项C 正确,对于选项D ,由图可知,不存在等边三角形,所以选项D 错误,故选:ABC .5(2024·辽宁·一模)在一个只有一条环形道路的小镇上,有一家酒馆A ,一个酒鬼家住在D ,其相对位置关系如图所示.小镇的环形道路可以视为8段小路,每段小路需要步行3分钟时间.某天晚上酒鬼从酒馆喝完酒后离开,因为醉酒,所以酒鬼在每段小路的起点都等可能的选择顺时针或者逆时针的走完这段小路.下述结论正确的是()A.若酒鬼经过家门口时认得家门,那么酒鬼在10分钟或10分钟以内到家的概率为18B.若酒鬼经过家门口时认得家门,那么酒鬼在15分钟或15分钟以内到家的概率为14C.若酒鬼经过家门口也不会停下来,那么酒鬼步行15分钟后恰好停在家门口的概率为532D.若酒鬼经过家门口也不会停下来,那么酒鬼步行21分钟后恰好停在家门口的概率为732【答案】ABD【分析】根据分类计数原理和分布计数原理可逐个判定选项得结果.【详解】选项A :10分钟或10分钟以内到家只能是A →B →C →D ,所以酒鬼在10分钟或10分钟以内到家的概率为12×12×12=18,故A 正确;选项B :15分钟或15分钟以内到家,即共走小于或等于153=5步,可能顺时针A →D 走5步概率为12 5=132,可能逆时针A →D 走3步概率为123=18,或者逆时针走四步,顺时针走一步,概率为C 1312 5=332,故其概率概率为18+132+332=14,故B 正确;选项C :经过家门口不停,15分钟后恰好停在家门口,共走5步,可以顺时针走5步,即A →H →G →F →E →D ,概率为125=132,可以逆时针走5步,概率为C 15125=532,故其概率为132+532=316≠532,故C 错误;选项D :经过家门口不停,21分钟后恰好停在家门口,共走7步,可以逆时针走5步返回2步,可以顺时针走6步返回1步,所以其概率为C 26+C 16+C 1727=732,故D 正确;故选:ABD .6(2024·山东济南·一模)下列等式中正确的是()A.8k =1C k 8=28B.8k =2C 2k =C39C.8k =2k -1k ! =1-18! D.8k =0C k 8 2 =C 816【答案】BCD【分析】利用1+x 8的展开式与赋值法可判断A ,利用组合数的性质C 2n +C 3n =C 3n +1可判断B ,利用阶乘的裂项法可判断C ,构造1+x 16=1+x 81+x 8求其含x 8的项的系数可判断D .【详解】对于A ,因为1+x 8=C 08+C 18x +C 28x 2+⋯+C 88x 8,令x =1,得28=1+C 18+C 28+⋯+C 88=1+8k =1C k 8,则8k =1C k 8 =28-1,故A 错误;对于B ,因为C 2n +C 3n =C 3n +1,所以8k =2C 2k =C 22+C 23+C 24+⋯+C 28=C 33+C 23+C 24+⋯+C 28=C 34+C 24+⋯+C 28=⋯=C 38+C 28=C 39,故B 正确;对于C ,因为1k -1 !-1k !=k !-k -1 !k !k -1 !=k -1 k -1 !k !k -1 !=k -1k !,所以8k =2k -1k ! =8k =21k -1!-1k ! =11!-12!+12!-13!+⋯+17!-18!=1-18!,故C 正确.对于D ,1+x 16=1+x 81+x 8,对于1+x 16,其含有x 8的项的系数为C 816,对于1+x 81+x 8,要得到含有x 8的项的系数,须从第一个式子取出k 0≤k ≤8,k ∈N 个x ,再从第二个式子取出8-k 个x ,它们对应的系数为8k =0C k8C8-k 8=8k =0C k 8 2,所以8k =0C k 8 2 =C 816,故D 正确.故选:BCD .【点睛】关键点点睛:本题D 选项解决的关键是,利用组合的思想,从多项式1+x 81+x 8中得到含有x 8的项的系数,从而得解.热点填空题7(2024·广东佛山·二模)甲、乙、丙3人在公交总站上了同一辆公交车,已知3人都将在第4站至第8站的某一公交站点下车,且在每一个公交站点最多只有两人同时下车,从同一公交站点下车的两人不区分下车的顺序,则甲、乙、丙3人下车的不同方法总数是.【答案】120【分析】分3人都在第4站至第8站的某一公交站点1人独自出下车和3人中有2人在同一公交站点下车,另人在另外一公交站点下车,两种情况讨论即可,【详解】由题意,3人都在第4站至第8站的某一公交站点1人独自出下车,共有A 35=60种,3人中有2人在同一公交站点下车,另1人在另外一公交站点下车,共有C 23A 25=60种,故甲、乙、丙3人下车的不同方法总数是60+60=120种.故答案为:120.8(2024·河南·模拟预测)x +12x-2y 7的展开式中x 2y 3的系数为.【答案】-560【分析】首先将x +12x 看成一个整体,再结合x 2y 3的形式,利用二项式定理的通项公式求解.【详解】x +12x -2y 7的通项公式为T r +1=C r 7⋅x +12x7-r ⋅-2yr,当r =3时,T 3+1=C 37⋅-2 3⋅x +12x4⋅y 3,x +12x 4中,含x 2项的系数为C 14⋅x 3⋅12x=2x 2,所以展开式中x 2y 3的系数为C 37⋅-2 3⋅2=-560.故答案为:-5609(2024·浙江·模拟预测)已知(ax -1)2(2x -1)3=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4+a 5x 5.若a 0+a 1+a 2+a 3+a 4+a 5=0,则a 3=.【答案】38【分析】借助赋值法可得a ,结合二项式定理计算即可得解.【详解】令x =1,则有(a -1)2=a 0+a 1+a 2+a 3+a 4+a 5=0,即a =1,即有(x -1)2(2x -1)3,则a 3=C 02⋅2⋅C 23⋅-1 2+-C 12 ⋅22⋅C 13⋅-1 +1⋅23=38.故答案为:38.一、单选题1(2024·辽宁大连·一模)将ABCDEF 六位教师分配到3所学校,若每所学校分配2人,其中A ,B 分配到同一所学校,则不同的分配方法共有()A.12种 B.18种C.36种D.54种【答案】B【分析】先平均分组,再利用全排列可求不同分配方法的总数.【详解】将余下四人分成两组,每组两人,有C 24C 222种分法,故不同的分配方法共有C 24C 222×A 33=18种,故选:B .2(2024·山西晋中·模拟预测)若二项式2x -1xn的展开式中所有的二项式系数之和为64,则展开式的常数项为()A.15B.60C.-60D.-160【答案】B【分析】利用二项式系数和求出n ,再根据通项公式可得答案.【详解】因为2x -1xn 的展开式中所有的二项式系数之和为64,所以2n =64,即n =6.2x -1x n 的展开式的通项公式为T r +1=C r 62x 6-r -1xr =-1 r 26-r C r 6x 6-32r,令6-32r =0,得r =4,故常数项为-1 422C 46=60.故选:B3(2024·广东湛江·二模)已知1-2x 9=a 0+a 1x +⋯+a 9x 9,则a 0+9i =2a i =()A.-2B.-19C.15D.17【答案】D【分析】令x =1得到展开式系数和,再写出展开式的通项,求出a 1,即可得解.【详解】令x =1,得a 0+a 1+a 2+⋯+a 9=-1,又1-2x 9展开式的通项为T r +1=C r 9-2x r =C r 9-2 r x r (0≤r ≤9且r ∈N ),所以a 1=-2 1×C 19=-18,所以a 0+9i =2a i =-1--18 =17.故选:D4(2024·山东·一模)甲,乙,丙,丁四位师范生分配到A ,B ,C 三所学校实习,若每所学校至少分到一人,且甲不去A 学校实习,则不同的分配方案的种数是()A.48B.36C.24D.12【答案】C【分析】分A 学校只有1人去实习和A 学校有2人去实习两种情况讨论求解.【详解】①若A 学校只有1人去实习,则不同的分配方案的种数是C 13C 23A 22=18,②若A 学校有2人去实习,则不同的分配方案的种数是C 23A 22=6,则不同的分配方案的种数共有18+6=24.故选:C .5(2024·安徽·二模)已知x -2xn的展开式二项式系数和为256,则展开式中系数最大的项为()A.第5项B.第6项C.第7项D.第8项【答案】C【分析】根据二项式系数和可得n =8,即可根据通项特征,列举比较可得最大值.【详解】由已知2n =256,故n =8,故通项为T k +1=C k 8x 8-k -2xk =-1 k C k 82k x 8-2k(k =0,1,⋯,8),故奇数项的系数为正数,偶数项的系数为负数,C 0820=1,C 2822<C 4824,C 6826=4C 6824,∴C 6826C 4824=4C 28C 48=85>1,C 6826C 8828=C 284>1故C 6826最大,因此第七项的系数最大,故选:C .6(2024·湖南邵阳·二模)某市举行乡村振兴汇报会,六个获奖单位的负责人甲、乙、丙等六人分别上台发言,其中负责人甲、乙发言顺序必须相邻,丙不能在第一个与最后一个发言,则不同的安排方法共有()A.240种 B.120种 C.156种 D.144种【答案】D【分析】将甲乙捆绑,并确定丙的位置,排序即可.【详解】将将甲乙捆绑看做一个元素,由丙不能在第一个与最后一个发言,则丙的位置有3个,将剩余4个元素再排序有A 44A 22=48种方法,故不同的安排方法共有3×48=144种.故选:D .7(2024·江苏南通·二模)若1+x 2+1+x 3+⋯+1+x 10=a 0+a 1x +a 2x 2+⋯+a 10x 10,则a 2等于()A.49B.55C.120D.165【答案】D【分析】依题意可得a 2=C 22+C 23+C 24+C 25+C 26+C 27+C 28+C 29+C 210,再根据组合数的性质计算可得.【详解】因为二项式1+x n 展开式的通项为T r +1=C r n x r (0≤r ≤n 且r ∈N ),又1+x 2+1+x 3+⋯+1+x 10=a 0+a 1x +a 2x 2+⋯+a 10x 10,所以a 2=C 22+C 23+C 24+C 25+C 26+C 27+C 28+C 29+C 210=C 33+C 23+C 24+C 25+C 26+C 27+C 28+C 29+C 210=C 34+C 24+C 25+C 26+C 27+C 28+C 29+C 210⋯⋯=C 310+C 210=C 311=11×10×93×2×1=165.故选:D8(2024·湖北·模拟预测)能被3整除,且各位数字不重复的三位数的个数为()A.228B.210C.240D.238【答案】A【分析】根据题意将10个数字分成三组:即被3除余1的;被3除余2的;被3整除的,若要求所得的三位数被3整除,则可以分类讨论:每组自己全排列或每组各选一个,求出3的倍数的三位数个数即可.【详解】然后根据题意将10个数字分成三组:即被3除余1的有1,4,7;被3除余2的有2,5,8;被3整除的有3,6,9,0,若要求所得的三位数被3整除,则可以分类讨论:每组自己全排列,每组各选一个,所以3的倍数的三位数有:(A 33+A 33+A 34-A 23)+(C 13C 13C 14A 33-C 13C 13A 22)=228个.故选:A .9(2024·湖北·二模)把4个相同的红球,4个相同的白球,全部放入4个不同的盒子中,每个盒子放2个球,则不同的放法种数有()A.12B.18C.19D.24【答案】C【分析】先分成四组再分类放入盒子,根据加法计数原理计算即可.【详解】先把8个球分成4组,每组2个球,由于红球相同,白球也相同,所以记红球为R ,白球为W ,则分组方法共有3种:RR ,RR ,WW ,WW ;RW ,RW ,RR ,WW ;RW ,RW ,RW ,RW .对于RR ,RR ,WW ,WW .由于盒子是不同的,从4个盒子中选2个盒子放RR ,RR ,剩下2个盒子放WW ,WW ,有C 24种不同的放法.对于RW ,RW ,RR ,WW ,从4个不同的盒子中选2个盒子放RW ,RW ,有C 24种放法,剩下2个盒子放RR ,WW ,有2种放法,由分步乘法计数原理,这组的放法有2C 24种.对于RW ,RW ,RW ,RW ,显然只有1种放法.由分类加法计数原理知不同的放法共有2C 24+C 24+1=19(种).故选:C10(2024·浙江台州·二模)房屋建造时经常需要把长方体砖头进行不同角度的切割,以契合实际需要.已知长方体的规格为24cm ×11cm ×5cm ,现从长方体的某一棱的中点处作垂直于该棱的截面,截取1次后共可以得到12cm ×11cm ×5cm ,24cm ×112cm ×5cm ,24cm ×11cm ×52cm 三种不同规格的长方体.按照上述方式对第1次所截得的长方体进行第2次截取,再对第2次所截得的长方体进行第3次截取,则共可得到体积为165cm 3的不同规格长方体的个数为()A.8B.10C.12D.16【答案】B【分析】根据原长方体体积与得到的体积为165cm 3长方体的关系,分别对长宽高进行减半,利用分类加法计数原理求解即可.【详解】由题意,V 长方体=24×11×5=8×165,为得到体积为165cm 3的长方体,需将原来长方体体积缩小为原来的18,可分三类完成:第一类,长减半3次,宽减半3次、高减半3次,共3种;第二类,长宽高各减半1次,共1种;第三类,长宽高减半0,1,2次的全排列A33=6种,根据分类加法计数原理,共3+1+6=10种.故选:B11(2024·贵州贵阳·模拟预测)2024年3月16日下午3点,在贵州省黔东南苗族侗族自治州榕江县“村超”足球场,伴随平地村足球队在对阵口寨村足球队中踢出的第一脚球,2024年第二届贵州“村超”总决赛阶段的比赛正式拉开帷幕.某校足球社的五位同学准备前往村超球队所在村寨调研,将在第一天前往平地村、口寨村、忠诚村,已知每个村至少有一位同学前往,五位同学都会进行选择并且每位同学只能选择其中一个村,若学生甲和学生乙必须选同一个村,则不同的选法种数是()A.18B.36C.54D.72【答案】B【分析】分3,1,1和2,2,1两种情况,分别求出不同的选法再相加即可.【详解】若五位同学最终选择为3,1,1,先选择一位同学和学生甲和学生乙组成3人小组,剩余两人各去一个村,进行全排列,此时有C13A33=18种选择,若五位同学最终选择为2,2,1,将除了甲乙外的三位同学分为两组,再进行全排列,此时有C23C11A33=18种选择,综上,共有18+18=36种选择.故选:B二、多选题12(2024·辽宁葫芦岛·一模)若m3x+x8展开式中常数项为28,则实数m的值可能为()A.-1B.1C.2D.3【答案】AB【分析】求出展开式的通项公式,利用x的幂指数为0求出m值.【详解】二项式m3x+x8展开式的通项公式T r+1=C r8m3x 8-r⋅x r=m8-r C r8x4r-83,r≤8,r∈N,由4r-83=0,解得r=2,则T3=m6C28=28m6,于是28m6=28,解得m=±1,所以实数m的值为-1或1.故选:AB13(2024·广东佛山·模拟预测)若(x-1)6=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5+a6x6,则()A.a0=1B.a3=20C.2a1+4a2+8a3+16a4+32a5+64a6=0D.a0+a2+a4+a6=a1+a3+a5【答案】ACD【分析】将x=0,x=2,x=±1代入(x-1)6=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5+a6x6判断ACD,利用二项式展开式的通项公式判断B即可.【详解】将x=0代入(x-1)6=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5+a6x6得0-16=a0,解得a0=1,A正确;由二项式定理可知x-16展开式的通项为T r+1=C r6x6-r-1r,令6-r=3得r=3,所以a3=C36-13=-20,B错误;将x =2代入(x -1)6=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4+a 5x 5+a 6x 6得2-1 6=a 0+2a 1+4a 2+8a 3+16a 4+32a 5+64a 6,即2a 1+4a 2+8a 3+16a 4+32a 5+64a 6=0,C 正确;将x =1代入(x -1)6=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4+a 5x 5+a 6x 6得1-1 6=a 0+a 1+a 2+a 3+a 4+a 5+a 6,即a 0+a 1+a 2+a 3+a 4+a 5+a 6=0①,将x =-1代入(x -1)6=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4+a 5x 5+a 6x 6得-1-1 6=a 0-a 1+a 2-a 3+a 4-a 5+a 6,即a 0-a 1+a 2-a 3+a 4-a 5+a 6=64②,①+②得2a 0+a 2+a 4+a 6 =64,所以a 0+a 2+a 4+a 6=32,①-②得2a 1+a 3+a 5 =-64,所以a 1+a 3+a 5=-32,所以a 0+a 2+a 4+a 6 =a 1+a 3+a 5 ,D 正确;故选:ACD14(2024·山西晋中·模拟预测)某中学的3名男生和2名女生参加数学竞赛,比赛结束后,这5名同学排成一排合影留念,则下列说法正确的是()A.若要求2名女生相邻,则这5名同学共有48种不同的排法B.若要求女生与男生相间排列,则这5名同学共有24种排法C.若要求2名女生互不相邻,则这5名同学共有72种排法D.若要求男生甲不在排头也不在排尾,则这5名同学共有72种排法【答案】ACD【分析】利用捆绑法解决选项A ,利用插空法解决选项BC ,利用特殊元素优先法解决选项D .【详解】选项A ,将2名女生捆绑在一起,再与3名男生进行全排列,则有A 22A 44=48(种),故A 正确;选项B ,要求女生与男生相间排列,采用插空法,先将3名男生进行全排列,再将2名女生插到3名男生所形成的2个空中,则有A 22A 33=12(种),故B 错误;选项C ,先将3名男生进行全排列,再将2名女生插到3名男生所形成的4个空中,则有A 33A 24=72(种),故C 正确;选项D ,将5名同学排成一排,相当于将他们放到排成一排的5个空位中,先将男生甲排在中间的3个空位中,再将剩下4名同学进行全排列,则有A 13A 44=72(种),故D 正确.故选:ACD .15(2024·湖北·二模)如果123100-1 =k ⋅m +n ,k ,m ,n ∈N ,则当k 取下列何值时,存在m ,使得n =0成立()A.9B.40C.121D.7381【答案】BCD【分析】方法一:123100-1 =1280+1 25-1 ,由二项式定理将80+1 25展开,再对选项一一判断即可得出答案;方法二:因为12(3100-1)=1+3+32+33+34+35+⋯+399,结合选项将1+3+32+33+34+35+⋯+399分解为k ⋅m +n ,即可得出答案.【详解】方法一:对于A ,如果k =9,n =0,那么123100-1 =9m ⇒3100=18m +1⇒8125=18m +1⇒80+1 25=18m +1⇒8025+C 24258024+⋯+C 12580+1=18m +1,因为80不是18的整数倍,所以当k =9时,n ≠0.所以A 错误;对于B ,如果k =40,n =0,那么123100-1 =40m ⇒3100=80m +1=80+1 25=80m +1,由二项式定理可知存在m ∈N ,使等式成立,所以B 正确;对于C ,如果k =121,n =0,那么123100-1 =121m ⇒3100=242m +1⇒242+1 20=242m +1,由二项式定理可知存在m ∈N ,使等式成立,所以C 正确;对于D ,如果k =7381,n =0,那么123100-1 =7381m ⇒3100=14762m +1⇒4×14762+1 10=14762m +1,由二项式定理可知存在m ∈N ,使等式成立,所以D 正确.故选:BCD .方法二:因为12(3100-1)=1+3+32+33+34+35+⋯+399,所以12(3100-1)可表示为100项的和,因为1+3+32+33+34+35+⋯+399=4+9(1+3+32+33+⋯+397),所以k =9时,n =4,A 错误;因为1+3+32+33=40,所以1+3+33+33+34+33+⋯+339=40(1+34+38+⋯+396)(共100项,每4项相加,然后提出40),所以B 正确;由于1+3+32+33+34=121,同理可知C 正确;因为12(3100-1)=1+3+32+33+34+35+⋯+399.=(1+32+34+36+38+⋯+398)+(3+33+35+37+39+⋯+399)=4(1+32+34+36+38+⋯+398)=4[(1+32+34+36+38)+310(1+32+34+36+38)+⋯+390(1+32+34+36+38)]=4[7381(1+310+320+⋯+390)],所以D 正确.故选:BCD .三、填空题16(2024·山东·二模)已知二项式x -5x n 的展开式中第4项与第8项的二项式系数相等,n =.【答案】10【分析】借助二项式系数的性质与组合数的性质计算即可得.【详解】因为二项式x -5x n 的展开式中,第4项与第8项的二项式系数相等,所以C 3n =C 7n ,由组合数的性质可得n =10.故答案为:10.17(2024·江西赣州·一模)x 2+y +1x +1y 7展开式中的常数项为.【答案】630【分析】x 2+y +1x +1y7表示7个x 2+y +1x +1y 相乘,再结合组合即可得解.【详解】x 2+y +1x +1y 7表示7个x 2+y +1x +1y相乘,则常数项,应为1个x 2,2个1x ,2个y ,2个1y 相乘,所以x 2+y +1x +1y 7展开式中的常数项为C 17C 26C 24C 22=630.故答案为:630.18(2024·重庆·模拟预测)重庆位于中国西南部、长江上游地区,地跨青藏高原与长江中下游平原的过渡地带.东邻湖北、湖南,南靠贵州,西接四川,北连陕西.现用4种颜色标注6个省份的地图区域,相邻省份地图颜色不相同,则共有种涂色方式.【答案】120【分析】根据题意,得到这4中颜色全部都用上,其中必有两个不相邻的地区涂同一中颜色,利用穷举法,结合排列数公式,即可求解.【详解】根据题意,用4种颜色标注6个省份的地图区域,相邻省份地图颜色不相同,则这4中颜色全部都用上,其中必有两个不相邻的地区涂同一中颜色,共有:{“四川和湖南”且“贵州和湖北”}、{“四川和湖南”且“贵州和陕西”}、{“四川和湖北”且“贵州和陕西”、{“四川和湖北”且“湖南和陕西”、{“贵州和湖北”且“湖南和陕西”,共有5种情况,所以不同的涂色共有5×A 44=120种.故答案为:120.19(2024·河北沧州·一模)有5位大学生要分配到A ,B ,C 三个单位实习,每位学生只能到一个单位实习,每个单位至少要接收一位学生实习,已知这5位学生中的甲同学分配在A 单位实习,则这5位学生实习的不同分配方案有种.(用数字作答)【答案】50【分析】根据特殊元素进行分类计数,具体分类下是不相同元素分配问题,先分堆再配送,注意平均分堆的要除以顺序.【详解】根据特殊元素“甲同学”分类讨论,当A 单位只有甲时,其余四人分配到B ,C ,不同分配方案有C 14C 33A 22+C 24C 22=14种;当A 单位不只有甲时,其余四人分配到A ,B ,C ,不同分配方案有C 14C 13C 22A 22A 33=36种;合计有50种不同分配方案,故答案为:50.20(2024·山东枣庄·一模)x +y ⋅(x -y )5的展开式中x 3y 3的系数为.(用数字作答)【答案】0【分析】由x +y ⋅(x -y )5=x (x -y )5+y (x -y )5,再写出x -y 5展开式的通项,即可求出展开式中x 3y 3的系数.【详解】因为x +y ⋅(x -y )5=x (x -y )5+y (x -y )5,其中x -y 5展开式的通项为T r +1=C r 5x 5-r -y r 0≤r ≤5,r ∈N ,所以x +y ⋅(x -y )5的展开式含x 3y 3的项为xC 35x 2-y 3+yC 25x 3-y 2=-C 35x 3y 3+C 25x 3y 3=0,即x +y ⋅(x -y )5的展开式中x 3y 3的系数为0.故答案为:0。
高考数学排列、组合、二项式定理与复数知识点与典型例题

高考数学排列、组合、二项式定理与复数知识点与典型例题排列、组合、二项式定理(理科用)56.记住公式:()()()!!11m n n m n n n A m n -=+--⋅= ; ()()()12111⋅-⋅+--⋅= m m m n n n C m n =()!!!m n m n - 组合数性质:(1)m n n m n C C -= (2)r n r n r n C C C 11+-=+ (3)11--=k n k n nC kC 。
57.计数问题主要解题策略:优先法(特殊元素或特殊位置优先考虑) 先选再排,先分再排【例】从1,3,5,7中任取2个数字,从0,2,4,6,8中任取2个数字,组成没有重复数字的四位数,其中能被5整除的四位数共有________个。
(用数字作答)【答案】将问题分成三类:(1)含数字5,不含数字0,则选元素的过程有2413C C ⋅种方法,将5排在末位,则组数的过程有33A 种方法,依据分步计数原理得这一类共有108332413=A C C 个;(2)含数字0,不含数字5,则选元素的过程有1423C C 种方法,将0排在末位,则组数过程有33A 种方法,这一类共有72331423=A C C 个;(3)含数字0,也含数字5,则选元素的过程有1413C C ,若0在末位,则组数过程有33A 种方法,若0不在末位,则组数过程有2212A C 种∴种这类共有()1202212331413=+A C A C C 个,根据分类计数原理,其中能被5整除的四位数共有108+72+120+=300个。
58.二项式定理注意系数和二项式系数的区别,通项公式:第1+r 项为r r n r n r b a C T -+=1 【例】912⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-x x 的展开式中,常数项为________________。
(用数字作答) 【答案】()()r r r r rr r r X C x x C T ---+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅=92999912112,令0239=-r ,解得6=r∴常数为第7项,为()672812296963==⋅-⋅C C ∴填672复 数59.基本概念:①复数的实部和虚部指什么?②纯虚数是什么?③共轭复数是什么?【例】当实数m 为何值时,(),653622i m m m m m z +++--=(1)为实数;(2)为虚数;(3)为纯虚数;(4)复数Z 对应的点在复平面内的第二象限?【答案】(1);2-=m (2)2-≠m 且3-≠m ;(3)3=m ;(4)3-<m 或32<<-m60.基本解题方法:①复数问题实数化,转化为对实部和虚部的实数运算;②数形结合(利用几何意义解题)。
高考数学试题分类详解排列组合二项式定理

高考数学试题分类详解排列组合二项式定理1、(全国1理10)的展开式中,常数项为15,则n= A.3 B.4 C.5D.6解.的展开式中,常数项为15,则,所以n可以被3整除,当n=3时,,当n=6时,,选D。
2、(全国1文5)甲、乙、丙3位同学选修课程,从4门课程中,甲选修2门,乙、丙各选修3门,则不同的选修方案共有A.36种 B.48种 C.96种 D.192种解.甲、乙、丙3位同学选修课程,从4门课程中,甲选修2门,乙、丙各选修3门,则不同的选修方案共有种,选C。
3、(全国2理10)从5位同学中选派4位同学在星期五、星期六、星期日参加公益活动,每人一天,要求星期五有2人参加,星期六、星期日各有1人参加,则不同的选派方法共有(A)40种 (B) 60种 (C) 100种 (D) 120种解.从5位同学中选派4位同学在星期五、星期六、星期日参加公益活动,每人一天,要求星期五有2人参加,星期六、星期日各有1人参加,则不同的选派方法共有种,选B。
4、(全国2文10)5位同学报名参加两个课外活动小组,每位同学限报其中的一个小组,则不同的报名方法共有()A.10种 B.20种 C.25种 D.32种解.5位同学报名参加两个课外活动小组,每位同学限报其中的一个小组,则不同的报名方法共有25=32种,选D。
5、(北京文5)某城市的汽车牌照号码由2个英文字母后接4个数字组成,其中4个数字互不相同的牌照号码共有()A.个B.个C.个D.个解析:某城市的汽车牌照号码由2个英文字母后接4个数字组成,其中4个数字互不相同的牌照号码共有个,选A。
6、(北京理5)记者要为5名志愿者和他们帮助的2位老人拍照,要求排成一排,2位老人相邻但不排在两端,不同的排法共有()A.1440种B.960种C.720种D.480种解析:5名志愿者先排成一排,有种方法,2位老人作一组插入其中,且两位老人有左右顺序,共有=960种不同的排法,选B。
高中数学高考专题26 排列组合、二项式定理(解析版)

专题26 排列组合二项式定理命题规律内 容典 型1 求两个二项式相乘展开式中的指定项问题 2020年高考全国Ⅰ卷理数8 2 求二项式展开式的指定项或指定项系数 2020年高考全国Ⅲ卷理数14 3 求二项式展开式中奇数项系数 2020年高考浙江卷12 4 利用计数原理计算组合问题2020年高考山东卷3 5利用计数原理计算排列组合的综合问题2020年高考全国Ⅱ卷理数14命题规律一 求两个二项式相乘展开式中的指定项问题【解决之道】利用二项式定理展开式的通项,列出关于所求项的指定项指数的方程,通过解不定方程,即可确定指定项,利用通项公式即可求出指定项系数,注意分类讨论. 【三年高考】1.【2020年高考全国Ⅰ卷理数8】()25y x x x y ⎛⎫ ⎪⎭+⎝+的展开式中33x y 的系数为( )A .5B .10C .15D .20 【答案】C【解析】5()x y +展开式的通项公式为515rrrr T C xy -+=(r N ∈且5r ≤),∴2y x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭与5()x y +展开式的乘积可表示为:56155rrrr rr r xT xC xy C xy --+==或22542155r r rr r r r T C x y xC y y y x x --++==,在615r r rr xT C x y -+=中,令3r =,可得:33345xT C x y =,该项中33x y 的系数为10,在42152r r r r T C x xy y -++=中,令1r =,可得:521332T C y x xy =,该项中33x y 的系数为5,∴33x y 的系数为10515+=,故选C . 2.【2019年高考全国Ⅲ卷理数】(1+2x 2 )(1+x )4的展开式中x 3的系数为( )A .12B .16C .20D .24【答案】A【解析】由题意得x 3的系数为3144C 2C 4812+=+=,故选A .命题规律二 求二项式展开式的指定项或指定项系数【解决之道】解决此类问题,设指定项为二项式展开式的第r 项,利用通项公式,列出关于r 的方程,解出r ,即可求出指定的系数.【三年高考】1.【2020年高考北京卷3】在)52的展开式中,2x 的系数为( )A .5-B .5C .10-D .10 【答案】C【解析】由题意展开式的通项为T r+1=C 5r(x 12)5−r(−2)r ==C 5r (−2)r x5−r2,令r=1得x 2的系数为-10,故选C .2.【2020年高考全国Ⅲ卷理数14】622x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的展开式中常数项是 (用数字作答). 【答案】240【解析】622x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,其二项式展开通项:()62612rr rr C x x T -+⎛⎫⋅⋅ ⎪⎝⎭=1226(2)r r r r xC x --⋅=⋅1236(2)r r r C x -=⋅,当1230r -=,解得4r =,∴622x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的展开式中常数项是:664422161516240C C ⋅=⋅=⨯=.故答案为:240.3.【2020年高考天津卷11】在522x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的展开式中,2x 的系数是_________.【答案】10【解析】因为522x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的展开式的通项公式为()5531552220,1,2,3,4,5rr r r r r r T C x C x r x --+⎛⎫==⋅⋅= ⎪⎝⎭,令532r -=,解得1r =.所以2x 的系数为15210C ⨯=.4.【2018年高考全国Ⅲ卷理数】522x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的展开式中4x 的系数为( )A .10B .20C .40D .80【答案】C【解析】由题可得522x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的展开式的通式为()521031552C C 2rr r r r rr T x x x --+⎛⎫⋅⋅== ⎪⎝⎭,令1034r -=,得2r =,所以展开式中4x 的系数为225C 240⨯=.故选C .5.【2019年高考浙江卷理数】在二项式9)x 的展开式中,常数项是__________;系数为有理数的项的个数是__________.【答案】 5【解析】由题意,9)x的通项为919C (0,1,29)r r r r T x r -+==,当0r =时,可得常数项为919C T ==;若展开式的系数为有理数,则1,3,5,7,9r =,有246810T , T , T , T , T 共5个项.6.【2018年高考浙江卷】二项式81)2x的展开式的常数项是__________. 【答案】7【解析】二项式812x ⎫⎪⎭的展开式的通项公式为848318811C C 22rr rrrr r T xx --+⎛⎫==⋅⋅ ⎪⎝⎭, 令8403r -=得2r =,故所求的常数项为2821C =72⋅.故答案为:7. 7.【2018年高考天津卷理数】在5(x 的展开式中,2x 的系数为__________.【答案】52【解析】二项式5(x -的展开式的通项公式为35521551C C 2r rr r r r r T x x --+⎛⎛⎫==- ⎪ ⎝⎭⎝,令3522r -=可得:2r =,则2x 的系数为:225115C 10242⎛⎫-=⨯= ⎪⎝⎭.故答案为:52.命题规律三 求二项式展开式中奇数项系数【解决之道】解决此类问题,要熟记二项式展开式的系数性质,利用赋值法,即可列出二项式系数的方程(组),系数和即赋值1x =,偶数项系数和减去奇数项系数和即赋值1x =-,通过解方程即可求出偶数项(奇数项)系数和.【三年高考】1.【2020年高考浙江卷12】设()2345123455612x a a x a x a x a x a x +=+++++,则5a = ;123a a a ++= .【答案】80;51【解析】由题意可知5a 表示4x 的系数,即4455280a C =⋅=,11a =,125210a C =⋅=,2235240a C =⋅=,∴12351a a a ++=.命题规律四 利用计数原理计算组合问题【解决之道】排列组合问题常见解法:(1)元素分析法:在解有限定元素的排列问题时,首先考虑特殊元素的安排方法,再考虑其他元素的排法。
(陕西版)高考数学分项汇编 专题11 排列组合、二项式定理(含解析)理科

专题11 排列组合、二项式定理一.基础题组1. 【2006高考陕西版理第14题】(3x -1x)12展开式x -3的系数为 (用数字作答)【答案】594考点:二项式定理,容易题.2.【2009高考陕西版理第6题】若20092009012009(12)x a a x a x -=+++()x ∈R ,则20091222009222a a a +++的值为( ) A .2B .C .1-D.2-3. 【2010高考陕西版理第4题】5()a x x+(x R ∈)展开式中3x 的系数为10,则实数a 等于 (D )(A )-1 (B )12(C) 1 (D) 2 【答案】D考点:二项式定理.4.6(42)xx --(x ∈R )展开式中的常数项是 ( ) (A )20- (B )15- (C )15 (D )20考点:二项式定理,容易题.5.【2012高考陕西版理第12题】5()a x +展开式中2x 的系数为10, 则实数a 的值为 . 【答案】1考点:二项式定理,容易题.6. 【2015高考陕西,理4】二项式(1)()n x n N ++∈的展开式中2x 的系数为15,则n =( )A .4B .5C .6D .7 【答案】C【考点定位】二项式定理. 二.能力题组1. 【2006高考陕西版理第16题】某校从8名教师中选派4名教师同时去4个边远地区支教(每地1人),其中甲和乙不同去,甲和丙只能同去或同不去,则不同的选派方案共有 种 【答案】600方案.考点:排列组合.2. 【2007高考陕西版理第16题】安排3名支教老师去6所学校任教,每校至多2人,则不同的分配方案共有种.(用数字作答)【答案】210考点:排列组合,容易题.3. 【2008高考陕西版理第16题】某地奥运火炬接力传递路线共分6段,传递活动分别由6名火炬手完成.如果第一棒火炬手只能从甲、乙、丙三人中产生,最后一棒火炬手只能从甲、乙两人中产生,则不同的传递方案共有种.(用数字作答).【答案】96考点:排列组合.4. 【2009高考陕西版理第9题】从0,1,2,3,4,5这六个数字中任取两个奇数和两个偶数,组成没有重复数字的四位数的个数为()A.300 B.216 C.180 D.1625. 【2012高考陕西版理第8题】两人进行乒乓球比赛,先赢三局着获胜,决出胜负为止,则所有可能出现的情形(各人输赢局次的不同视为不同情形)共有()A.10种B.15种C.20种D.30种【答案】C考点:排列组合.。
高二数学排列组合与二项式定理试题答案及解析

高二数学排列组合与二项式定理试题答案及解析1.…除以88的余数是()A.-1B.-87C.1D.87【答案】C【解析】根据题意,由于…=(1-90)10=8910=(88+1)10,展开式可知展开式的最后一项不能被88整除,可知答案为C.【考点】二项式定理点评:主要是考查了二项式定理的逆用,属于基础题。
2.甲、乙两人从4门课程中各选修2门,则甲、乙所选的课程中恰有1门相同的选法有()A.30种B.24种C.12种D.6种【答案】B【解析】第一步:从4门课程中选1门相同有种选法;第二步:让甲从剩下的3门中再选1门,选法有种;第三步:再让乙从剩下的2门中选1门,选法有种,所以所求的选法有。
故选B。
【考点】分步乘法计数原理点评:分步乘法计数原理:完成一件事,需要分成n个步骤,做第1步有种不同的方法,做第2步有种不同的方法……,做第n步有种不同的方法.那么完成这件事共有种不同的方法.3.如图,小圆圈表示网络的结点,结点之间的箭头表示它们有网线相联,连线标注的数字表示该段网线单位时间内可以通过的最大信息量。
现从结点A向结点G传递信息,信息可以分开沿不同的路线同时传递。
则单位时间内传递的最大信息量为()A.31B.6C.10D.14【答案】B【解析】信息传递,可有三条路线,每条路线上通过的信息量均为2 ,所以,单位时间内传递的最大信息量为6 ,选B。
【考点】本题主要考查阅读理解能力,分类讨论思想。
点评:简单题,看似复杂,实际上,关键是理解题意,看各条“路线”上,传递信息的最大值之和。
4.由1、2、3、4、5组成个位数字不是3的没有重复数字的五位奇数共有个(用数字作答).【答案】48【解析】由题意先排个位,从1,5两个数中随便取一个有,然后再用剩余的四个数字排前面四个位置有,∴由分步原理可知由1、2、3、4、5组成个位数字不是3的没有重复数字的五位奇数共有个【考点】本题考查了排列组合的综合运用点评:熟练掌握排列组合的综合运用是解决此类问题的关键,属基础题5.设为奇数,则除以9的余数为.【答案】【解析】∵,∴除以9的余数为7【考点】本题考查了二项式定理的运用点评:对于余数问题一般是把式子拆开,然后利用二项式定理展开求余数,属基础题6.有6名同学参加两项课外活动,每位同学必须参加一项活动且不能同时参加两项,每项活动最多安排4人,则不同的安排方法有种.(用数学作答)【答案】50【解析】解:由题意知本题是一个分类计数问题,∵每项活动最多安排4人,∴可以有三种安排方法,即(4,2)(3,3)(2,4)当安排4,2时,需要选出4个人参加共有=15,当安排3,3,时,共有=20种结果,当安排2,4时,共有=15种结果,∴根据分类计数原理知共有15+20+15=50种结果,故答案为:50【考点】分类计数问题点评:本题是一个分类计数问题,这是经常出现的一个问题,解题时一定要分清做这件事需要分为几类,每一类包含几种方法,把几个步骤中数字相加得到结果7.的展开式中,的系数是()A.B.C.297D.207【答案】D【解析】由题意可知,的系数即为【考点】本小题主要考查二项展开式的应用.点评:解决二项式问题一般离不开展开式的通项公式,要灵活应用.8.两位同学一起去一家单位应聘,面试前单位负责人对他们说:“我们要从面试的人中招聘3人,你们俩同时被招聘进来的概率是1∕70”.根据这位负责人的话可以推断出参加面试的人数为()A.21B.35C.42D.70【答案】A【解析】设参加面试的人数为n,由题意可知,解得n=21.【考点】本小题主要考查排列组合在实际问题中的应用.点评:准确理解题意,准确计算是解决此类问题的关键.9.(本小题满分12分)已知二项式(N*)展开式中,前三项的二项式系数和是,求:(Ⅰ)的值;(Ⅱ)展开式中的常数项.【答案】(Ⅰ)10 (Ⅱ)【解析】(Ⅰ)…… 2分(舍去).………… 5分(Ⅱ) 展开式的第项是,,………… 10分故展开式中的常数项是.……… 12分10.甲、乙、丙、丁四位同学各自对A、B两变量的线性相关性做实验,并用回归分析方法分析求得相关系数r与残差平方和m如下表:则哪位同学的实验结果体现A、B两变量有更强的线性相关性()A、甲B、乙C、丙D、丁【答案】D【解析】解:在验证两个变量之间的线性相关关系中,相关系数的绝对值越接近于1,相关性越强,在四个选项中只有丁的相关系数最大,残差平方和越小,相关性越强,只有丁的残差平方和最小,综上可知丁的试验结果体现A、B两变量有更强的线性相关性,故选D.11.从5位同学中选派4位同学在星期五、星期六、星期日参加公益活动,每人一天,要求星期五有2人参加,星期六、星期日各有1人参加,则不同的选派方法共有()A.40种B.60种C.100种D.120种【答案】B【解析】根据题意,首先从5人中抽出两人在星期五参加活动,有种情况,再从剩下的3人中,抽取两人安排在星期六、星期日参加活动,有种情况,则由分步计数原理,可得不同的选派方法共有 =60种.故选B.12.平面上有相异10个点,每两点连线可确定的直线的条数是每三点为顶点所确定的三角形个数的,若无任意四点共线,则这10个点的连线中有且只有三点共线的直线的条数为__________条.【答案】3【解析】【考点】排列、组合及简单计数问题。
专题11排列组合二项式定理(解析版)1
专题11 排列组合、二项式定理 【2021高考真题】 〔2021·上海文〕7.设常数a ∈R .假设52a x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的二项展开式中7x 项的系数为-10,那么a = . 〔2021·大纲文〕14.从进入决赛的6名选手中决出1名一等奖,2名二等奖,3名三等奖,那么可能的决赛结果共有 种.〔用数字作答〕〔2021·大纲文〕5. ()82x +的展开式中6x 的系数是〔 〕 〔A 〕28 〔B 〕56 〔C 〕112 〔D 〕224【2021高考真题】1.【2021高考全国文7】6位选手依次演讲,其中选手甲不再第一个也不再最后一个演讲,那么不同的演讲次序共有〔A 〕240种 〔B 〕360种 〔C 〕480种 〔D 〕720种【答案】C【解析】先排甲,有4种方法,剩余5人全排列有12055=A 种,所以不同的演讲次序有4801204=⨯种,选C.2.【2021高考重庆文4】5(13)x - 的展开式中3x 的系数为〔A 〕-270 〔B 〕-90 〔C 〕90 〔D 〕270 3.【2021高考四川文2】7(1)x +的展开式中2x 的系数是〔 〕A 、21B 、28C 、35D 、424.【2021高考全国文13】8)21(xx +的展开式中2x 的系数为____________. 5.【2021高考上海文8】在61x x ⎛⎫- ⎪⎝⎭的二项式展开式中,常数项等于 【2021高考真题】〔2021·全国卷〕 4位同学每人从甲、乙、丙3门课程中选修1门,那么恰有2人选修课程甲的不同选法共有( )A .12种B .24种C .30种D .36种〔2021·全国卷〕 (1-x )10的二项展开式中,x 的系数与x 9的系数之差为________.【答案】0【解析】 展开式的第r +1项为C r 10(-x )r =C r 10(-1)r x r ,x 的系数为-C 110,x 9的系数为-C 910,那么x 的系数与x 9的系数之差为0.〔2021·湖北卷〕 ⎝⎛⎭⎫x -13x 18的展开式中含x 15的项的系数为________.(结果用数值表示) 〔2021·四川卷〕 (x +1)9的展开式中x 3的系数是________.(用数字作答)〔2021·重庆卷〕(1+2x )6的展开式中x 4的系数是______.【答案】240【解析】 ∵(1+2x )6的展开式中含x 4的项为C 46(2x )4=240x 4,∴展开式中x 4的系数是240.(2021年高考广东卷文科7)正五棱柱中,不同在任何侧面且不同在任何底面的两顶点的连线称为它的对角线,那么一个正五棱柱对角线的条数共有〔 〕 A .20 B .15 C .12 D .10条对角线重复了一次,所以最后还要乘以,21所以这个正五棱柱对角线的条数共有2021121415=•••C C C ,所以选择A. 〔2021年高考湖南卷文科16)给定*k N ∈,设函数**:f N N →满足:对于任意大于k 的正整数n ,()f n n k =- 〔1〕设1k =,那么其中一个函数f 在1n =处的函数值为 ;〔2〕设4k =,且当4n ≤时,2()3f n ≤≤,那么不同的函数f 的个数为 。
排列组合、二项式定理-三年高考(2016-2018)数学(理)试题分项版解析+Word版含解析
专题26 排列组合、二项式定理考纲解读明方向考点内容解读要求高考示例常考题型预测热度计数原理、排列、组合(1)分类加法计数原理、分步乘法计数原理①理解分类加法计数原理和分步乘法计数原理;②会用分类加法计数原理或分步乘法计数原理分析和解决一些简单的实际问题(2)排列与组合①理解排列、组合的概念;②能利用计数原理推导排列数公式、组合数公式;③能解决简单的实际问题掌握2017天津,14;2016课标全国Ⅱ,5;2016课标全国Ⅲ,12;2015四川,6;2014安徽,8选择题★★☆分析解读 1.分类加法计数原理和分步乘法计数原理的共同点是把一个原始事件分解成若干个事件来完成,两个原理的区别在于一个与分类有关,一个与分步有关,这两个原理是最基本也是最重要的原理,是解答排列与组合问题,尤其是解答较复杂的排列与组合问题的基础.2.理解排列、组合及排列数与组合数公式,排列与组合的综合是高频考点.本节在高考中单独考查时,以选择题、填空题的形式出现,分值约为5分,属中档题;本节内容还经常与概率、分布列问题相结合,出现在解答题的第一问中,难度中等或中等偏上.考点内容解读要求高考示例常考题型预测热度二项式定理的应用能用计数原理证明二项式定理;会用二项式定理解决与二项展开式有关的简单问题掌握2017课标全国Ⅰ,6;2016课标全国Ⅰ,14;2015课标Ⅰ,10选择题填空题★★★分析解读 1.掌握二项式定理和二项展开式的性质.2.会用二项式定理的知识解决系数和、常数项、整除、近似值、最大值等相关问题.3.二项展开式的通项公式是高考热点.本节在高考中一般以选择题或填空题形式出现,分值约为5分,属容易题.2018年高考全景展示1.【2018年全国卷Ⅲ理】的展开式中的系数为A. 10B. 20C. 40D. 80【答案】 C点睛:本题主要考查二项式定理,属于基础题。
2.【2018年浙江卷】从1,3,5,7,9中任取2个数字,从0,2,4,6中任取2个数字,一共可以组成___________个没有重复数字的四位数.(用数字作答)【答案】1260【解析】分析:按是否取零分类讨论,若取零,则先排首位,最后根据分类与分步计数原理计数.详解:若不取零,则排列数为若取零,则排列数为因此一共有个没有重复数字的四位数.点睛:求解排列、组合问题常用的解题方法:(1)元素相邻的排列问题——“捆邦法”;(2)元素相间的排列问题——“插空法”;(3)元素有顺序限制的排列问题——“除序法”;(4)带有“含”与“不含”“至多”“至少”的排列组合问题——间接法.3.【2018年浙江卷】二项式的展开式的常数项是___________.【答案】7【解析】分析:先根据二项式展开式的通项公式写出第r+1项,再根据项的次数为零解得r,代入即得结果. 详解:二项式的展开式的通项公式为,令得,故所求的常数项为点睛:求二项展开式有关问题的常见类型及解题策略:(1)求展开式中的特定项.可依据条件写出第项,再由特定项的特点求出值即可.(2)已知展开式的某项,求特定项的系数.可由某项得出参数的值,再由通项写出第项,由特定项得出值,最后求出特定项的系数.4.【2018年理数天津卷】在的展开式中,的系数为____________.【答案】。
高三数学排列组合与二项式定理试题答案及解析
高三数学排列组合与二项式定理试题答案及解析1.某种饮料每箱装5听,其中有3听合格,2听不合格,现质检人员从中随机抽取2听进行检测,则检测出至少有一听不合格饮料的概率是( )A.B.C.D.【答案】【解析】从中随机抽取2听进行检测,总的方法数为,检测出至少有一听不合格饮料的方法数为,所以,检测出至少有一听不合格饮料的概率是,故选.【考点】组合问题,古典概型.2.的展开式中各项系数的和为2,则该展开式中常数项为【答案】【解析】根据题意,由于的展开式中各项系数的和为2,则可知令x=1,得到1+a=2,a=1,则可知表达式为展开式,当r=2,r=3对应的项的系数与,x陪凑相乘可知得到常数项为40,故答案为40.【考点】二项式定理点评:主要是考查了二项式定理的展开式的运用,属于基础题。
3.我国第一艘航母“辽宁舰”在某次舰载机起降飞行训练中,有架舰载机准备着舰,如果甲、乙两机必须相邻着舰,而丙、丁两机不能相邻着舰,那么不同的着舰方法有()A.B.C.D.【答案】C【解析】分三步:把甲、乙捆绑为一个元素,有种方法;与戊机形成三个“空”,把丙、丁两机插入空中有种方法;考虑与戊机的排法有种方法.由乘法原理可知共有种不同的着舰方法.故应选C.【考点】排列、组合。
点评:我们在排序过程中,常用到相邻“捆绑”和不相邻“插空”的方法进行排序,在捆绑时,我们要注意其内部的顺序。
4.设编号为1,2,3,4,5,6的六个茶杯与编号为1,2,3,4,5,6的六个茶杯盖,将这六个杯盖盖在茶杯上,恰好有2 个杯盖与茶杯编号相同的盖法有A.24种B.135种C.9种D.360种【答案】B2种结果,剩下的四个小球和四个盒【解析】首先从6个号中选两个放到同号的盒子里,共有C6子,要求球的号码与盒子的号码不同,首先第一个球有3种结果,与被放上球的盒子同号的球有三种方法,余下的只有一种方法,根据分步计数原理的结果解:由题意知本题是一个分步计数问2=15种结果,剩下的四个小球和四个盒题,首先从6个号中选两个放到同号的盒子里,共有C6子,要求球的号码与盒子的号码不同,首先第一个球有3种结果,与被放上球的盒子同号的球有三种方法,余下的只有一种方法共有3×3=9种结果,根据分步计数原理得到共有15×9=135种结果.故选B.【考点】分步计数问题点评:本题考查分步计数问题,本题解题的关键是选出球号和盒子号一致的以后4个小球和四个盒子的方法,本题是一个基础题5.设,则二项式展开式中的项的系数为()A.B.20C.D.160【答案】C【解析】根据题意,由于,那么可知a=-2,同时由于二项式,令12-3r=3,r=3,则可知展开式中的项的系数为,故答案为C【考点】二项式定理点评:主要是考查了二项式定理的展开式通项公式的运用,属于基础题。
高考数学专题54 排列组合以及二项式定理(解析版)
专题54 排列组合以及二项式定理一、题型选讲题型一 、排列组合问题例1、某工程队有卡车、挖掘机、吊车、混凝土搅拌车4辆工程车,将它们全部派往3个工地进行作业,每个工地至少派一辆工程车,共有多少种方式?以下结论正确的有〔 〕 A .18 B .11113213C C C CC .122342C C AD .2343C A【答案】CD【解析】根据捆绑法得到共有234336C A ⋅=,先选择一个工地有两辆工程车,再剩余的两辆车派给两个工地,共有122342C C A 36=.11113213C C C C 1836=≠.应选:CD .例2、A ,B ,C ,D ,E 五人并排站成一排,以下说法正确的选项是〔 〕 A .如果A ,B 必须相邻且B 在A 的右边,那么不同的排法有24种 B .最左端只能排甲或乙,最右端不能排甲,那么不同的排法共有42种 C .甲乙不相邻的排法种数为72种D .甲乙丙按从左到右的顺序排列的排法有20种 【答案】ACD【解析】A.如果A ,B 必须相邻且B 在A 的右边,可将AB 捆绑看成一个元素,那么不同的排法有4424A =种,故A 正确.B.最左端只能排甲或乙,最右端不能排甲,那么不同的排法共有1311333323+=54A A A A A 种,故B 不正确. C.甲乙不相邻的排法种数为3234=72A A 种,故C 正确.D.甲乙丙按从左到右的顺序排列的排法有5533=20A A 种,故D 正确.应选:ACD.例3、在100件产品中,有98件合格品,2件不合格品,从这100件产品中任意抽出3件,那么( ) A .抽出的3件中恰好有1件是不合格品的抽法有12298A C 种 B .抽出的3件中恰好有1件是不合格品的抽法有1229821298+C C C C 种C .抽出的3件中至少有1件是不合格品的抽法有2212988129C C C C +种 D .抽出的3件中至少有1件是不合格品的抽法有3310098C C -种【答案】ACD【解析】由题意知,抽出的三件产品恰好有一件不合格品, 那么包括一件不合格品和两件合格品,共有12298A C 种结果,那么选项A 正确,B 不正确;根据题意,"至少有1件不合格品"可分为"有1件不合格品"与"有2件不合格品"两种情况,"有1件不合格品"的抽取方法有28129C C 种, "有2不合格次品"的抽取方法有21298C C 种, 那么共有2212988129C C C C +种不同的抽取方法,选项C 正确; "至少有1件不合格品"的对立事件是"三件都是合格品","三件都是合格品"的抽取方法有398C 种,抽出的3件中至少有1件是不合格品的抽法有3310098C C -,选项D 正确; 应选:ACD .题型二、二项式定理问题例4、对于二项式521nx x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭()*n N ∈,以下判断正确的有〔 〕A .对任意*n N ∈,展开式中有常数项B .存在*n N ∈,展开式中有常数项C .对任意*n N ∈,展开式中没有x 的一次项D .存在*n N ∈,展开式中有x 的一次项 【答案】BD【解析】521n x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭展开式的通项为:()572121n rrr rr n r n n T C xC x x --+⎛⎫=⋅⋅=⋅ ⎪⎝⎭,取720r n -=,得到27nr =,故当n 是7的倍数时,有常数项,故A 错误B 正确; 取721r n -=,取1r =,3n =时成立,故C 错误D 正确; 应选:BD .例5、对于6212x x ⎛⎫- ⎪⎝⎭的展开式,以下说法正确的选项是〔 〕A .展开式共有6项B .展开式中的常数项是-240C .展开式中各项系数之和为1D .展开式中的二项式系数之和为64【答案】CD【解析】6212x x ⎛⎫- ⎪⎝⎭的展开式共有7项,故A 错误; 6212x x ⎛⎫- ⎪⎝⎭的通项为666316621(2)(1)2rr r r r r r r T C x C x x ---+⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭, 令630,2r r,展开式中的常数项为2426(1)2240C -=,故B 错误;令1x =,那么展开式中各项系数之和为()62111⨯-=,故C 正确;6212x x ⎛⎫- ⎪⎝⎭的展开式中的二项式系数之和为6264=,故D 正确. 应选:CD .例6、6112a x x x ⎛⎫⎛⎫+- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭的展开式中各项系数的和为2,那么以下结论正确的有〔 〕A .1a =B .展开式中常数项为160C .展开式系数的绝对值的和1458D .假设r 为偶数,那么展开式中r x 和1r x -的系数相等 【答案】ACD【解析】对于A , 6112a x x x ⎛⎫⎛⎫+- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭令二项式中的x 为1得到展开式的各项系数和为1a +,12a ∴+= 1a,故A 正确;对于B ,661111212a x x x x x x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+-=+- ⎪⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭6611122x x x x x ⎛⎫⎛⎫=-+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,612x x ⎛⎫- ⎪⎝⎭展开式的通项为66621(1)2r r r rr T C x --+=-, 当612x x ⎛⎫- ⎪⎝⎭展开式是中常数项为:令620r -=,得3r = 可得展开式中常数项为:33346(1)2160T C =-=-,当6112x x x ⎛⎫- ⎪⎝⎭展开式是中常数项为: 662665261(1)2(1)2r r r r r r r rC xC x x ----=⋅-- 令520r -=,得52r =(舍去) 故6112a x x x ⎛⎫⎛⎫+- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭的展开式中常数项为160-.故B 错误; 661111212a x xx x x x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+-=+- ⎪⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭对于C ,求其展开式系数的绝对值的和与61112x x x ⎛⎫⎛⎫+- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭展开式系数的绝对值的和相等61112xx x ⎛⎫⎛⎫++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,令1x =,可得:66111112231458⎛⎫⎛⎫++⨯ ⎪⎪⎝⎭⎝==⎭ ∴61112x x x ⎛⎫⎛⎫+- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭展开式系数的绝对值的和为:1458.故C 正确;对于D ,66611111222a x x x x x x x x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+-=-+- ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭612x x ⎛⎫- ⎪⎝⎭展开式的通项为66621(1)2r r r r r T C x --+=-, 当r 为偶数,保证展开式中r x 和1r x -的系数相等 ①2x 和1x 的系数相等,61112x x x ⎛⎫⎛⎫+- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭展开式系数中2x 系数为:622226(1)2C x -- 展开式系数中1x 系数为:622226(1)2C x --此时2x 和1x 的系数相等, ②4x 和3x 的系数相等,61112x x x ⎛⎫⎛⎫+- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭展开式系数中4x 系数为:15146(1)2C x - 展开式系数中3x 系数为:15146(1)2C x -此时4x 和3x 的系数相等, ③6x 和5x 的系数相等,61112x x x ⎛⎫⎛⎫+- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭展开式系数中6x 系数为:66600(1)2C x - 展开式系数中5x 系数为:66600(1)2C x -此时6x 和5x 的系数相等, 故D 正确;综上所在,正确的选项是:ACD 应选:ACD.例7、对于二项式()3*1nx n N x ⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭,以下判断正确的有〔 〕 A .存在*n N ∈,展开式中有常数项; B .对任意*n N ∈,展开式中没有常数项; C .对任意*n N ∈,展开式中没有x 的一次项; D .存在*n N ∈,展开式中有x 的一次项. 【答案】AD【解析】设二项式()3*1nx n N x ⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭展开式的通项公式为1r T +, 那么3411=()()r n r r r r nr n n T C x C x x--+=,不妨令4n =,那么1r =时,展开式中有常数项,故答案A 正确,答案B 错误; 令3n =,那么1r =时,展开式中有x 的一次项,故C 答案错误,D 答案正确。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
专题10 排列组合二项式定理排列、组合与二项式定理是高中数学中内容相对独立的一个部分,排列、组合的知识为概率与统计中的计数问题提供了一定的方法.这部分内容的试题有一定的综合性与灵活性,要注意与其他数学知识的联系,注意与实际生活的联系.通过对典型例题的分析,总结思维规律,提高解题能力.§10-1 排列组合【知识要点】1.分类计数原理与分步计数原理.2.排列与组合.3.组合数的性质:(1);(2).【复习要求】理解和掌握分类计数与分步计数两个原理.在应用分类计数原理时,要注意“类”与“类”之间的独立性和等效性,在应用分步计数原理时,要注意“步”与“步”之间的相关性和连续性.熟练掌握排列数公式和组合数公式,注意题目的结构特征和联系;掌握组合数的两个性质,并应用于化简、计算和论证.正确区别排列与组合的异同,体会解计数问题的基本方法,正确处理附加的限制条件.【例题分析】例1 有3封信,4个信筒.(1)把3封信都寄出,有多少种寄信方法?(2)把3封信都寄出,且每个信筒中最多一封信,有多少种寄信方法?⋅=-=-=m n m n m n m nA A m n m n C m n n A )!(!!,)!(!m n n m n C C -=11-++=m n m n m n C C C【分析】(1)分3步完成寄出3封信的任务:第一步,寄出1封信,有4种方法;第二步,再寄出1封信,有4种方法;第三步,寄出最后1封信,有4种方法,完成任务.根据分步计数原理,共有4×4×4=43=64种寄信方法.(2)典型的排列问题,共有=24种寄信方法.例2 在一块并排10垄的田地中,选择2垄分别种植A ,B 两种作物,每种作物种植1垄,为有利于作物生长,要求A ,B 两种作物的间隔不小于6垄,则不同的种植方法共有______种.解:设这10垄田地分别为第1垄,第2垄,…,第10垄,要求A ,B 两垄作物的间隔不少于6垄,所以第一步选垄的方式共有(1,8),(1,9),(1,10),(2,9),(2,10),(3,10)这6种选法,第二步种植两种作物共有=2种种植法,所以共有6×2=12种选垄种植方法.【评述】排列组合是解决计数问题的一种重要方法.但要注意,计数问题的基本原理是分步计数原理和分类计数原理,是最普遍使用的,不要把计数问题等同于排列组合问题.对某些计数问题,当运用公式很难进行时,适时采取原始的分类枚举方法往往是最好的.如例2.在具体的计数问题的解决过程中,需要决策的是,这个计数问题需要“分步”还是“分类”完成,再考虑这个计数问题是排列问题、组合问题还是一般的计数问题.如例1的两个问题.例3 某电子表以6个数字显示时间,例如09:20:18表示9点20分18秒.则在0点到10点之间,此电子表出现6个各不相同数字来表示时间的有______次.【分析】分步来确定电子表中的六个数字如下:第一步:确定第一个数字,只能为0,只有1种方法;第二步:确定第三位数字,只能为0至5中的一个数(又不能与首位相同),所以只有5种方法;第三步:确定第五位数字,也只能为0至5中的一个数(又不能与首位,第三位相同),所以只有4种方法;第四步:确定剩下三位数字,0至9共10个数字已用了3个,剩下的7个数字排列在2,4,6位共有种排法. 由分步计数原理得:1×5×4×=4200种.34A 22A 37A 37A【评述】做一件事情分多步完成时,我们一般先做限制条件较大的一步,如本题中,首位受限条件最大,其次为三、五位,所以我们先排首位,再排三、五位,最后排其他位.例4 7个同学站成一排,分别求出符合下列要求的不同排法的种数.(1)甲站在中间;(2)甲、乙必须相邻;(3)甲在乙的左边(但不一定相邻);(4)甲、乙、丙相邻;(5)甲、乙、丙两两不相邻;解:(1)甲站在中间,其余6名同学任意排列,故不同排法有=720.(2)第一步:先把甲、乙捆绑,视为一个元素,连同其余5个人全排列,共有种排法;第二步:给甲、乙松绑,有种排法,此题共有=1440种不同排法. (3)在7名同学站成一排的种排法中,“甲左乙右”与“甲右乙左”的站法是一一对应的,各占一半,因此甲站在乙的左边(不要求相邻)的不同排法共有÷2=2520种.(4)先把甲、乙、丙视为一个元素,连同其余4名同学共5个元素的全部排列数有种,再结合甲、乙、丙3个人之间的不同排列有种,此题的解为:=720. (5)先让除甲、乙、丙外的4个人站好,共有种站法,让甲、乙、丙3人插空,由于4个人形成5个空位,所以甲、乙、丙共有种站法,此题答案. 【评述】当要求某几个元素排在一起时,我们常将这几个元素捆绑在一起作为一个元素与其他元素进行排列如例4(2),(4).当要求某几个元素不相邻时,我们常常先排其他元素,然后再将这几个元素排在已排好的其他元素的空中如例4(5).例5 4个不同的球,4个不同的大盒子,把球全部放入盒内,恰有一个盒不放球,共几种放法?66A 66A 22A 66A 22A 77A 77A 55A 33A 55A 33A 44A 35A 14403544 A A【分析】先将4个球分成3组,共有种分组方法;再将3组球放在4个盒子里,是排列问题,有24种方法,所以,共有种不同的放球方法.【评述】类似这种装球问题采取先分组后装球的方法比较好.例6某班组有10名工人,其中4名是女工.从这10个人中选3名代表,其中至少有一名女工的选法有多少种?解法1:至少有一名女工的情形有三类:1名女工和2名男工;2名女工和1名男工;3名女工,把这3类选法加在一起,共有种不同的选法. 解法2:与“至少有一名女工”选法相对立的是“没有女工”的选法,从所有的选法中除去“没有女工”的选法,剩下的即为所求,共有.【评述】当涉及“至少”或“至多”的问题时,从大的方向看我们常常是对其分类讨论,运用分类计数原理解决问题,当然,也可以考虑问题的对立面再用减法进行计算.例7 如图,用六种不同的颜色给图中的4个格子涂色,每个格子涂一种颜色,要求相邻的两个格子颜色不同,且两端的格子的颜色也不同,则不同的涂色方法共有多少种?【分析】如果按从左至右的顺序去涂色,当涂到第4个格子时会发现,第三个格子的颜色与第一个格子的颜色是否相同决定着第4个格子有几种涂色方法,即如果第三个格子的颜色与第一个格子的颜色是否相同是不确定的,则第四个格子的涂色情况不定.于是,我们要按照1、3两个格子颜色相同和不相同两种情况分类来处理这个计数问题.解:1、3两个格子颜色相同时,按分步计数原理,有6×5×1×5=150种方法;1、3两个格子颜色不相同时,按分步计数原理,有6×5×4×4=480种方法.所以,共有不同的涂色方法630种.例8 四面体的顶点和各棱中点共10个点,取4个不共面的点,不同取法有多少种? 624=C =34A 1443424=A C 1003416242614=++C C C C C 10036310=-CC【分析】没有限制地从10个点中选出4个点,共有种不同选法,除去4点共面的选法即可.4点共面的选法有3类.(1)4个点在四面体A -BCD 的某一个面上,共有种共面的情况.(2)过四面体的一条棱上的3个点及对棱的中点,如图中点A ,E ,B ,G 平面,共计有6种共面的情况.(3)过四面体的四条棱的中点,而且与一组对棱平行的平面,如图E ,F ,G ,H 平面,此类选法共有3种.综上,符合要求的选法共有种. 例9 在给出的下图中,用水平或垂直的线段连结相邻的字母,按这些线段行走时,正好拼出“竞赛”即“CONTEST ”的路线共有多少条?【分析】“CONTEST ”的路线的条数与“TSETNOC ”路线的条数相同,如下右图,从左下角的T 走到边上的C 共有6步,每一步都有2种选择,由分步计数原理,所以下图中,“TSETNOC ”路线共有26=64条.所以本题的答案为64×2-1=127.410C 464C 141)364(46410=++⨯-CC【评述】例9的这种计数的方法常称之为对应法计数,它的理论基础为:如果两个集合之间可以建立一对一的对应关系,那么这两个集合的元素的个数相同.借助这个原理,如果一个集合元素的个数不好计算时,我们将其转化为求另一个集合元素的个数不失为一种较好的方法.例10 (1)计算的值; (2)计算的值;(3)证明:.(1)解:. (2)解:注意到中的隐含条件:n ≥m ,m ∈N ,n ∈N *,有解得,所以n =10. 所以,.(3)证明: . 【评述】对于含排列组合式的恒等式证明及计算问题常用的方法有两种,一种是运用排列组合数的计算公式转化为代数恒等式的证明及代数式求值问题,另一种是运用组合数的一些性质进行计算及证明.常用的组合数的性质有:(1); (2);59694858A A A A -+n n n n C C 321383+-+m n m n m n A mA A 11+-=+275!93!85!9!94!8!84!4!9!3!9!4!8!3!859694858=⨯⨯=-⨯+⨯=-+=-+A A A A m n C ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥+≥->-≥,321,038,03,383n n n n n n 221219≤≤n 46613123030312830=+=+C C C C )!1(!)!1(!)1()!1(!)!(!1+-++-+-=+-+-=+⋅⋅-m n n m m n n m n m n n m m n n mA A m n m n m n A m n n m n n m n n m m n n m n 1]!)1[()!1()!1()!1()!1(!)!1(!)1(+=-++=+-+=+-++-+-=⋅⋅m n n m n C C -=11-++=m n m n m n C C C(3);(4).练习10-1一、选择题1.5位同学报名参加两个课外活动小组,每位同学限报其中的一个小组,则不同的报名方法共有( )(A)10种 (B)20种 (C)25种 (D)32种2.某班新年联欢会原定的5个节目已排成节目单,开演前又增加了两个新节目.如果将这两个节目插入原节目单中,那么不同插法的种数为( )(A)42 (B)30 (C)20 (D)123.四面体的一个顶点为A ,从其他顶点与棱的中点中取3个点,使它们和点A 在同一平面上,不同的取法有( )(A)30种 (B)33种 (C)36种 (D)39种4.某电脑用户计划用不超过500元的资金购买单价分别为60元、70元的单片软件和盒装磁盘,根据需要,软件至少买3片,磁盘至少买2盒,则不同的选购方式有( )(A)5种 (B)6种 (C)7种 (D)8种5.下列等式中正确的是( )(1); (2); (3); (4). (A)(1)(2)(B)(1)(2)(3) (C)(1)(3) (D)(2)(3)(4)6.有两排座位,前排11个座位,后排12个座位,现安排2人就座,规定前排中间的3个座位不.能坐,并且这2人不左右相邻,那么不同排法的种数是( ) (A)234种(B)346种 (C)350种 (D)363种二、填空题n n n n n n C C C C 2210=++++ΛΛΛ++=++3120n n n n C C C C 11--=k n k n nC kC 111111+++=+k n k n C n C k k n k n C k k n C 11+-=+k n k n C n k C 1111++=++7.从集合{0,1,2,3,5,7,11}中任取3个元素分别作为直线方程Ax +By +C =0中的A 、B 、C ,所得的经过坐标原点的直线有______条.(结果用数值表示)8.用数字0,1,2,3,4,5可以组成没有重复数字,并且比20000大的五位偶数共有______.9.马路上有12盏灯,为了节约用电,可以熄灭其中3盏灯,但两端的灯不能熄灭,也不能熄灭相邻的两盏灯,那么熄灯方法共有______种.10.将标号为1,2,…,10的10个球放入标号为1,2,…,10的10个盒子内,每个盒内放一个球,则恰好有3个球的标号与其所在盒子的标号不一致的放入方法共有______种.(以数字作答)11.从集合{O ,P ,Q ,R ,S }与{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}中各任取2个元素排成一排(字母和数字均不能重复),每排中字母O ,Q 和数字0至多只能出现一个的不同排法种数是______.(用数字作答)12.8个相同的球放进编号为1、2、3的盒子里,则放法种数为______.(以数值作答)§10-2 二项式定理【知识要点】1.二项式定理:.2.通项公式:,3.,,,…,,…,称为二项式系数,4.二项展开式的系数的性质:;.【复习要求】会求二项展开式中适合某种特殊条件的项;了解利用二项式定理进行近似计算,证明与组合数有关的等式或整数(整式)的整除性的方法.【例题分析】例1 在二项式的展开式中,含x 4的项的系数是______.n n n r r n r n n n n n n n n b C b a C b a C b a C a C b a ++++++=+---ΛΛ222110)(r r n r n r b a C T -+=10n C 1n C 2n C r n C n n C n n n n n n C C C C 2210=++++ΛΛΛ++=++3120n n n n C C C C 52)1(x x -解:, 令10-3r =4,得r =2,所以x 4项的系数是.例2 (1)若(1+x )n 的展开式中,x 3的系数是x 系数的7倍,求n 的值;(2)在(2+lg x )8的展开式中,二项式系数最大的项的值等于1120,求x 的值.解:(1)由已知,即,整理得n 2-3n -40=0, 解得n =8或n =-5(舍).所以n =8.(2)(2+lg x )8的展开式中共有9项,二项式系数最大的项为第5项.由已知,,整理得(lg x )4=1,所以lg x =±1,解得x =10或 例3 求的展开式中x 的系数为有理数的项的个数.解:, 若系数为有理数,则都必须是整数,即r 应为6的倍数. 又0≤r ≤100,所以r 的不同值有17个.所以x 的系数为有理数的项共有17项.例4 已知的展开式中,第3项与第6项的系数互为相反数,求展开式中系数最小的项.解: 由已知,所以n =7.所以第4项系数最小, r r r r r r r x C xx C T 31055251)1()1()(--+-=-=10)1(225=-C 137n n C C =n n n n 76)2)(1(=--1120)(lg 244485=⋅=⋅x C T ⋅=101x 1003)23(+x r r r r r r r r x C x C T ---+==1003210010031001001·2·3·)2()3(3,2100r r -n n x )1(-,)1(,)1(1055556422223-----=-==-=n n n n n n n n x C xx C T x C x x C T 25n n C C =.35)1(37337374x x C xx C T -=-=-=-【评述】通项公式是二项式定理中常用的一个公式,要熟练掌握,同时注意系数、上标、下标之间的关系;注意系数、二项式系数的区别,如例2;注意运用通项公式求第3项时,r =2.如例4.例5 已知(a 2+1)n 的展开式中的各项系数之和等于的展开式的常数项,而(a 2+1)n 的展开式中的系数最大项等于54,求a 的值,解:的展开式的第r +1项 令T r +1为常数项,则20-5r =0,r =4,所以常数项 又(a 2+1)n 的展开式中的各项系数之和等于2n ,由题意得2n =16,所以n =4.由二项式系数的性质知,(a 2+1)n 的展开式中的系数最大的项即为二项式系数最大的项,是中间项T 3,所以,解得.例6 已知(1-2x )7=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 7x 7.求:(1)a 1+a 2+…+a 7;(2)a 1+a 3+a 5+a 7;(3)a 0+a 2+a 4+a 6;(4)|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 7|.解:令x =1,则a 0+a 1+a 2+…+a 7=-1. ①令x =-1,则a 0-a 1+a 2-a 3+a 4-a 5+a 6-a 7=37. ②(1)易知a 0=1,所以a 1+a 2+…+a 7=a 0+a 1+a 2+…+a 7-a 0=-2; (2)(①-②)÷2,得a 1+a 3+a 5+a 7==-1094; (3)(①+②)÷2,得a 0+a 2+a 4+a 6==1093; (4)方法1:因为(1-2x )7的展开式中a 1,a 3,a 5,a 7是负数,a 0,a 2,a 4,a 6是正数, r r n r n r b a C T -+=152)1516(xx +52)1516(x x +.)516()1()516(2520555251r r r r r r r x C xx C T ---+==.16516455=⨯=C T 54424=a C 3±=a 2317--2317+-所以|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 7|=a 0+a 2+a 4+a 6-(a 1+a 3+a 5+a 7)=2187. 方法2:因为|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 7|表示(1+2x )7的展开式中各项系数的和,令x =1,可得|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 7|=37=2187.【评述】通过给二项式定理中的字母赋值(根据式子的特点,常令字母为1或-1)的方式可以解决二项展开式系数整体求值的问题.例7 若多项式x 2+x 10=a 0+a 1(x +1)+a 2(x +1)2+…+a 9(x +1)9+a 10(x +1)10,则a 9=______.【分析】方法1:由于a 0+a 1(x +1)+a 2(x +1)2+…+a 9(x +1)9+a 10(x +1)10=x 2+x 10[-1+(x +1)2]+[-1+(x +1)10]=,则.方法2:由于等式左边x 10的系数为1,所以a 10=1,又,等式左边x 9的系数为0,所以,所以a 9=-10.例8 除以100的余数为______.解:前面各项均能被100整除,只有末尾两项不能被100整除,,所以9192除以100的余数为81.例9求(0.998)5精确到0.001的近似值. 解:. 【评述】利用二项式定理求余数、求近似值是二项式定理的应用之一. 例10 设a >1,n ∈N *且n ≥2,求证. 10101091910)1()1()1(+++-+x C x C Λ10)1(9109-=-=C a 0109109=+a C a 9291190909090)190(9191922909291192920929292+++++=+=⋅⋅⋅⋅C C C C Λ81820082811909192+==+⋅C =-=55)002.01((0.998)990.0)002.0()002.0(2251505÷+-+-+ΛC C C na a n 11-<-证明:设,则(x +1)n =a .欲证原不等式,即证nx <(x +1)n -1,其中x >0.,即有(x +1)n >nx +1,得证.例11 的展开式中常数项为______.(用数字作答)解:求的常数项,即求展开式中的常数项及含x-2的项.对于,. 令8-2r =0,即有r =4,.令8-2r =-2,即有r =5,.所以常数项为70+2×(-56)=-42.练习10-2一、选择题1.若的展开式中的所有二项式系数和为512,则该展开式中的常数项为 (A)-84(B)84(C)-36(D)362.已知的展开式中x 3的系数为,常数a 的值为( )(A)1(B)2(C)4(D)83.在(1+x )5(1-x )4的展开式中,x 3的系数是( ) (A)4(B)-4 (C)8 (D)-84.若与同时有最大值,则m 的值是( )(A)5(B)4或5 (C)5或6 (D)6或7x a n =-1)2(111)1(11110≥+=+>++++=+---n nx x C x C x C x C x n n n n n n n n n Λ82)1)(21(xx x -+82)1)(21(xx x -+8)1(xx -8)1(xx -r r r r rr r x C xxC T 288881)1()1(--+-=-=70)1(4845=-=C T 22585656)1(---=-=x x C T nxx )1(2-9)2(x x a -49nC 21mn C二、填空题 5.(x 2+)6的展开式中常数项是______.(用数字作答) 6.若(x +1)n =x n +…+ax 3+bx 2+…+1,(n ∈N *),且a ∶b =3∶1,那么n =______. 7.(n +1)n+1除以n 2(n >1)的余数为______.8.观察下列等式:,,,,……由以上等式推测到一个一般的结论:对于___________.三、解答题9.在(3x +1)n 的展开式中,如果各项系数的和比各项二项式系数的和大992,求n 的值. 10.若f (x )=(1+2x )m +(1+3x )n 展开式中x 的系数为13,则x 2的系数为( )11.当n ∈N *时,求证:x12235515-=+C C 3799591922+=++C C C 511131391351311322-=+++C C C C 7151717131791751711722+=++++C C C C C =++++∈+++++1414914514114*,n n n n n C C C C n ΛN .3)11(2<+≤nn习题10一、选择题1.某校要求每位学生从7门课程中选修4门,其中甲、乙两门课程不能都选,则不同的选课方案有( ) (A)35种(B)25种(C)20种(D)16种2.将甲、乙、丙、丁四名学生分到三个不同的班,每个班至少分到一名学生,且甲、乙两名学生不能分到同一个班,则不同分法的种数为( ) (A)18(B)24(C)30(D)363.从单词“equation ”中选取5个不同的字母排成一排,含有“qu ”(其中“qu ”相连且顺序不变)的不同排列共有( ) (A)120种(B)480种(C)720种(D)840种4.若=,则(a 0+a 2)2-(a 1+a 3)2的值为( )(A)-1 (B)1 (C)0 (D)25.若的展开式中含有非零常数项,则正整数n 的最小值为( ) (A)10 (B)6(C)5(D)36.若,则的值为( )(A)2 (B)0(C)-1(D)-2二、填空题7.在(3-x )7的展开式中,x 5的系数是______.(用数字作答)8.从6名男生和4名女生中,选出3名代表,要求至少有一名女生,则不同的选法有______种.9.有6个座位连成一排,现有3人就座,则恰有两个空座位相邻的不同坐法有______种. 10.(x -y )10的展开式中,x 7y 3的系数与x 3y 7的系数之和等于______.11.数列a 1,a 2,…,a 7,其中恰好有5个2和2个4,调换a 1至a 7各数的位置,一共可以组成不同的数列(含原数列)______个.3)32(+x 332210x a x a x a a +++nx x )23(32-)()21(20092009102009R ∈+++=-x xa x a a x Λ200920092122aa a a +++Λ12.2010年广州亚运会组委会要从小张、小赵、小李、小罗、小王五名志愿者中选派四人分别从事翻译、导游、礼仪、司机四项不同工作,若其中小张和小赵只能从事前两项工作,其余三人均能从事这四项工作,则不同的选派方案共有______种. 三、解答题13.已知(1+x )+(1+x )2+…+(1+x )n =a 0+a 1x +a 2x 2+…+a n x n ,若a 1+a 2+a 3+…+a n -1=509-n ,求n .14.已知n 是等差数列4,7,10,13,…中的一项.求证的展开式中不含常数项.nxx )1(专题10 排列组合二项式定理参考答案练习10-1一、选择题1.D 2.A 3.B 4.C 5.B 6.B 二、填空题7.30; 8.240; 9.56; 10.240; 11.8424; 12.45.练习10-2一、选择题1.B 2.C 3.B 4.C 二、填空题5.15; 6.11; 7.n +1; 8.24n -1+(-1)n 22n -1. 三、解答题9.解:令x =1,得各项系数和为4n ,又各项二项式系数和为2n , 所以4n -2n =992.22n -2n -992=0,解得n =5.10.解:f (x )=(1+2x )m +(1+3x )n 展开式中含x 的项,由2m +3n =13,m ,n 为正整数,得m =2,n =3或m =5,n =1,当m =2,n =3时,求得x 2的系数为31;当m =5,n =1时求得x 2的系数为40, 故x 2的系数为31或40.11.证明:, 因为, 所以 x n m x C x C n m )32(3211+=+2111111)11(1221=+≥++++=+⋅⋅⋅⋅nC n C n C n C nn n n n n n nΛ121!1)11()21)(11(!1)!(!!1-≤≤----==-=⋅k k k knk n k n n k n k n k n n C ΛΛnn n n n n n n n n n C n C n C n C n C n 1·121111)11(22221+++≤++++=+⋅⋅⋅⋅ΛΛ.32132121212112<-=++++≤--n n Λ所以习题10一、选择题1.B 2.C 3.B 4.A 5.C 6.C 二、填空题7.-189; 8.100; 9.72; 10.-240; 11.21; 12.36. 三、解答题13.解:令x =1,得2+22+23+…+2n =a 0+a 1+a 2+…+a n -1+a n .令x =0,则a 0=n . 又由已知可得a n =1.∴,化简得2n =256,∴n =8. 14.解:用反证法,假设第r +1项为常数,即为常数项.又等差数列4,7,10,13,…的第k 项为a k =4+(k -1)×3=3k +1(k ∈N *). 令n =3k +1,T r +1为常数项,则 即,∵k ∈N *,这与,且r ∈N 矛盾,所以它没有常数项. .3)11(2<+≤nn1)509(12)12(2+-+=--n n n 2321r n r nr rn r nr xC xxC T ---+==⋅.02313,023=-+=-r k r n 322+=k r。