1.(5分)(2022春·江蘇南通·高二階段練習(xí))若Am-12=6Cm4,則m=( )
A.7B.6C.5D.4
【解題思路】根據(jù)組合數(shù)、排列數(shù)公式得到方程,解得即可.
【解答過程】解:因?yàn)锳m-12=6Cm4,所以m-1m-2=6×m?m-1?m-2?m-34×3×2×1,且m≥4,
解得m=4或m=-1(舍去);
故選:D.
2.(5分)(2022秋·吉林四平·高二階段練習(xí))給如圖所示的5塊區(qū)域A,B,C,D,E涂色,要求同一區(qū)域用同一種顏色,有公共邊的區(qū)域使用不同的顏色,現(xiàn)有紅、黃、藍(lán)、綠、橙5種顏色可供選擇,則不同的涂色方法有( )
A.120種B.720種C.840種D.960種
【解題思路】依次給區(qū)域A,B,D,C,E涂色,求出每一步的種數(shù),由乘法分步原理即得解.
【解答過程】解:A有5種顏色可選,B有4種顏色可選,D有3種顏色可選,C有4種顏色可選,E有4種顏色可選,故共有5×4×3×4×4=960種不同的涂色方法.
故選:D.
3.(5分)(2022秋·浙江寧波·高二期中)x-2y2x-y5的展開式中的x3y3系數(shù)為( )
A.-200B.-120C.120D.200
【解題思路】由題意首先確定(2x-y)5展開式的通項(xiàng)公式,再采用分類討論法即可確定x3y3的系數(shù).
【解答過程】(2x-y)5展開式的通項(xiàng)公式為Tr+1=C5r(2x)5-r-yr=25-rC5rx5-r-yr,
當(dāng)r=3時,T4=25-3C53x5-3-y3=-40x2y3,此時只需乘以第一個因式x-2y中的x即可,得到-40x3y3;
當(dāng)r=2時,T3=25-2C52x5-2-y2=80x3y2,此時只需乘以第一個因式x-2y中的-2y即可,得到-160x3y3;
據(jù)此可得:x3y3的系數(shù)為-40-160=-200.
故選:A.
4.(5分)(2022·高二課時練習(xí))某旅行社共有5名專業(yè)導(dǎo)游,其中3人會英語,3人會日語,若在同一天要接待3個不同的外國旅游團(tuán),其中有2個旅游團(tuán)要安排會英語的導(dǎo)游,1個旅游團(tuán)要安排會日語的導(dǎo)游,則不同的安排方法種數(shù)有( )
A.12B.13C.14D.15
【解題思路】分析可知有1名導(dǎo)游既會英語又會日語,記甲為既會英語又會日語的導(dǎo)游,按照甲是否被安排到需要會英語的旅游團(tuán)可分為兩類,先確定甲所安排的旅行團(tuán),再確定其他團(tuán)的人員,結(jié)合分步乘法計(jì)數(shù)原理和分類加法計(jì)數(shù)原理可得結(jié)果.
【解答過程】由題意知有1名導(dǎo)游既會英語又會日語,記甲為既會英語又會日語的導(dǎo)游,按照甲是否被安排到需要會英語的旅游團(tuán)可分為兩類:
第一類,甲被安排到需要會英語的旅游團(tuán),則可分兩步進(jìn)行:
第一步,從會英語的另外2人中選出1人,有2種選法,將選出的人和甲安排到2個需要會英語的旅游團(tuán),有2種安排方法,所以有2×2=4種安排方法;
第二步,從會日語的另外2人中選出1人安排到需要會日語的旅游團(tuán),共2種選法.
故此時共有4×2=8種安排方法;
第二類,甲沒有被安排到需要會英語的旅游團(tuán),則可分兩步進(jìn)行:
第一步,將會英語的另外2人安排到需要會英語的旅游團(tuán),有2種安排方法;
第二步,從會日語的3人(包括甲)中選出1人安排到需要會日語的旅游團(tuán),有3種選法.
故此時共有2×3=6種選法.
綜上,不同的安排方法種數(shù)為8+6=14.
故選:C.
5.(5分)(2022·貴州貴陽·模擬預(yù)測)2022年9月3日貴陽市新冠疫情暴發(fā)以來,某住宿制中學(xué)為做好疫情防控工作,組織6名教師組成志愿者小組,分配到高中三個年級教學(xué)樓樓門口配合醫(yī)生給學(xué)生做核酸.由于高三年級學(xué)生人數(shù)較多,要求高三教學(xué)樓志愿者人數(shù)均不少于另外兩棟教學(xué)樓志愿者人數(shù),若每棟教學(xué)樓門至少分配1名志愿者,每名志愿者只能在1個樓門進(jìn)行服務(wù),則不同的分配方法種數(shù)為( )
A.240B.150C.690D.180
【解題思路】利用分類計(jì)數(shù)原理及排列組合的意義,對高三志愿者人數(shù)進(jìn)行分類討論即可.
【解答過程】第一種:當(dāng)高三的志愿者有3人時,其他兩個年級有1個年級1人,有1個年級2人,則有C63C32A22=120種;
第二種:當(dāng)高三的志愿者有2人時,其他兩個年級也分別有2人,則有C62C42C22=90種;
第三種:當(dāng)高三的志愿者有4人時,其他兩個年級分別有1人,則有C64A22=30種,
所以不同的分配方法有:120+90+30=240種,
故選:A.
6.(5分)(2022·高二課時練習(xí))已知(1-2x)2021=a0+a1x+a2x2+?+a2021x2021,下列命題中,不正確的是( )
A.展開式中所有項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)的和為22021
B.展開式中所有奇次項(xiàng)系數(shù)的和為32021+12
C.展開式中所有偶次項(xiàng)系數(shù)的和為32021-12
D.a(chǎn)12+a222+a323+?+a202122021=-1
【解題思路】根據(jù)給定條件,利用二項(xiàng)式定理及性質(zhì),結(jié)合賦值法逐項(xiàng)分析、計(jì)算判斷作答.
【解答過程】對于A,二項(xiàng)式(1-2x)2021展開式中所有項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)的和為22021,A正確;
對于B,令f(x)=(1-2x)2021,則a0+a1+a2+a3+?+a2021=f(1)=-1,
a0-a1+a2-a3+?-a2021=f(-1)=32021,
所以展開式中所有奇次項(xiàng)系數(shù)的和為f(1)-f(-1)2=-32021+12,B不正確;
對于C,由選項(xiàng)B知,展開式中所有偶次項(xiàng)系數(shù)的和為f(1)+f(-1)2=32021-12,C正確;
對于D,由選項(xiàng)B知,a0=f(0)=1,a12+a222+a323+?+a202122021=f(12)-a0=-1,D正確.
故選:B.
7.(5分)(2022·全國·高三專題練習(xí))現(xiàn)安排甲、乙、丙、丁、戊5名同學(xué)參加2022年杭州亞運(yùn)會志愿者服務(wù)活動,有翻譯、導(dǎo)游、禮儀、司機(jī)四項(xiàng)工作可以安排,以下說法正確的是( )
A.每人都安排一項(xiàng)工作的不同方法數(shù)為54
B.每人都安排一項(xiàng)工作,每項(xiàng)工作至少有一人參加,則不同的方法數(shù)為A54C41
C.如果司機(jī)工作不安排,其余三項(xiàng)工作至少安排一人,則這5名同學(xué)全部被安排的不同方法數(shù)為(C53C21+C52C32)A33
D.每人都安排一項(xiàng)工作,每項(xiàng)工作至少有一人參加,甲、乙不會開車但能從事其他三項(xiàng)工作,丙、丁、戊都能勝任四項(xiàng)工作,則不同安排方案的種數(shù)是C31C42A33+C32A33
【解題思路】對于選項(xiàng)A ,每人有4種安排法,故有45種;對于選項(xiàng)B ,5名同學(xué)中有兩人工作相同,先選人再安排;對于選項(xiàng)C,先分組再安排;對于選項(xiàng)D ,以司機(jī)人數(shù)作為分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行討論即可.
【解答過程】解:①每人都安排一項(xiàng)工作的不同方法數(shù)為45,即選項(xiàng)A錯誤,
②每項(xiàng)工作至少有一人參加,則不同的方法數(shù)為C52A44,即選項(xiàng)B錯誤,
③如果司機(jī)工作不安排,其余三項(xiàng)工作至少安排一人,則這5名同學(xué)全部被安排的不同方法數(shù)為:(C53C21A22+C52C32A22)A33,即選項(xiàng)C錯誤,
④分兩種情況:第一種,安排一人當(dāng)司機(jī),從丙、丁、戊選一人當(dāng)司機(jī)有C31 ,從余下四人中安排三個崗位C42C21C11A33A22,
故有C31C42C21C11A33A22=C31C42A33;第二種情況,安排兩人當(dāng)司機(jī),從丙、丁、戊選兩人當(dāng)司機(jī)有C32 ,
從余下三人中安排三個崗位A33,故有C32A33;所以每項(xiàng)工作至少有一人參加,
甲、乙不會開車但能從事其他三項(xiàng)工作,丙、丁、戊都能勝任四項(xiàng)工作,則不同安排方案的種數(shù)是C31C42A33+C32A33,
即選項(xiàng)D正確,
故選:D.
8.(5分)(2022·全國·高三專題練習(xí))“楊輝三角”是中國古代數(shù)學(xué)杰出的研究成果之一.如圖所示,由楊輝三角的左腰上的各數(shù)出發(fā),引一組平行線,從上往下每條線上各數(shù)之和依次為1,1,2,3,5,8,13,?,則下列選項(xiàng)不正確的是( )
A.在第9條斜線上,各數(shù)之和為55
B.在第nn≥5條斜線上,各數(shù)自左往右先增大后減小
C.在第n條斜線上,共有2n+1--1n4個數(shù)
D.在第11條斜線上,最大的數(shù)是C73
【解題思路】根據(jù)從上往下每條線上各數(shù)之和依次為:1,1,2,3,5,8,13,…,得到數(shù)列規(guī)律為an+an+1=an+2判斷A選項(xiàng),再根據(jù)楊輝三角得到第n條斜線上的數(shù)為:Cn-10,Cn-21,Cn-32,Cn-43,Cn-54,?,Cn-kk-1,Cn-k+1k,?,進(jìn)而判斷BCD.
【解答過程】從上往下每條線上各數(shù)之和依次為:1,1,2,3,5,8,13,?,
其規(guī)律是an+an+1=an+2,
所以第9條斜線上各數(shù)之和為13+21=34,故A錯誤;
第1條斜線上的數(shù):C00,
第2條斜線上的數(shù):C11;
第3條斜線上的數(shù):C20,C11,
第4條斜線上的數(shù):C30,C21,
第5條斜線上的數(shù):C40,C31,C22,
第6條斜線的數(shù):C50,C41,C32,
……,
依此規(guī)律,第n條斜線上的數(shù)為:Cn-10,Cn-21,Cn-32,Cn-43,Cn-54,?,Cn-kk-1,Cn-k+1k,?,
在第11條斜線上的數(shù)為C100,C91,C82,C73,C64,C55,最大的數(shù)是C73,
由上面的規(guī)律可知:n為奇數(shù)時,第n條斜線上共有n+12=2n+24個數(shù);
n為偶數(shù)時,第n條斜線上共有共有n2=2n4個數(shù),
所以第n條斜線上共2n+1--1n4,故C正確;
由上述每條斜線的變化規(guī)律可知:在第n(n?5)條斜線上,各數(shù)自左往右先增大后減小,故B正確.
故選:A.
二.多選題(共4小題,滿分20分,每小題5分)
9.(5分)(2022春·廣東江門·高二期中)已知1-2x7=a0+a1x+a2x2+?+a7x7,下列結(jié)論正確的有( )
A.各項(xiàng)二項(xiàng)式系數(shù)和為128B.式子a1+a2+?+a7的值為2
C.式子a1+a3+a5+a7的值為-1094D.式子a0+a2+a4+a6的值為1093
【解題思路】由二項(xiàng)式系數(shù)的性質(zhì)可判斷A;用賦值法令x=1,x=-1,x=0可判斷BCD
【解答過程】對于A:二項(xiàng)式1-2x7的各項(xiàng)二項(xiàng)式系數(shù)和為27=128,故A正確;
對于BCD:令x=1,則1-27=a0+a1+a2+?+a7,
即a0+a1+a2+?+a7=-1,
令x=-1,則1+27=a0-a1+a2-?+a6-a7,
即a0-a1+a2-?+a6-a7=37=2187,
令x=0,則a0=1,
所以a1+a2+?+a7=-2,故B錯誤;
由a0+a1+a2+?+a7=-1a0-a1+a2-?+a6-a7=2187,
解得a1+a3+a5+a7=-1094,a0+a2+a4+a6=1093,故C正確,D正確;
故選:ACD.
10.(5分)(2022春·江蘇連云港·高二期中)下列結(jié)論正確的是( )
A.k=0n2kCnk=3n(n∈N*)
B.多項(xiàng)式1+2x-x6展開式中x3的系數(shù)為40
C.若(2x-1)10=a0+a1x+a2x2+?+a10x10,x∈R,則展開式中各項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)的和為1
D.38被5除所得的余數(shù)是1
【解題思路】利用二項(xiàng)式定理及二項(xiàng)式展開式各項(xiàng)系數(shù)和,依次判斷各項(xiàng)正誤.
【解答過程】解:因?yàn)閗=0n2kCnk=Cn0?20+Cn1?21+Cn2?22+???+Cnn?2n=(1+2)n=3n,故A項(xiàng)正確;
多項(xiàng)式1+2x-x6的展開式通項(xiàng)為:C6r?2x-xr,要求x3的系數(shù),則r≥3,
當(dāng)r=3時,有C63?2x-x3,x3的系數(shù)為C63C33?20×(-1)3=-20,
當(dāng)r=4時,有C64?2x-x4,不存在x3,
當(dāng)r=5時,有C65?2x-x5,x3的系數(shù)為C65C54?21×(-1)4=60,
當(dāng)r=6時,有C66?2x-x6,不存在x3,
故展開式中x3的系數(shù)為-20+60=40,故B項(xiàng)正確;
(2x-1)10=a0+a1x+a2x2+?+a10x10,x∈R,其展開式中各項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)之和為210=1024,故C項(xiàng)錯誤;
因?yàn)?8=5-28,其展開式的通項(xiàng)公式為:Tr+1=C8r×58-r×(-2)r,只有當(dāng)r=8時,即T9=C88×50×(-2)8=256,不能被5整除,且256被5整除的余數(shù)為1,故D項(xiàng)正確.
故選:ABD.
11.(5分)(2022·全國·高三專題練習(xí))如圖,在某城市中,M,N兩地之間有整齊的方格形道路網(wǎng),其中A1,A2,A3,A4是道路網(wǎng)中位于一條對角線上的4個交匯處.今在道路網(wǎng)M,N處的甲?乙兩人分別要到N,M處,他們分別隨機(jī)地選擇一條沿街的最短路徑,以相同的速度同時出發(fā),直到到達(dá)N,M處為止,則下列說法正確的有( )
A.甲從M到達(dá)N處的走法種數(shù)為120
B.甲從M必須經(jīng)過A3到達(dá)N處的走法種數(shù)為9
C.甲,兩人能在A3處相遇的走法種數(shù)為36
D.甲,乙兩人能相遇的走法種數(shù)為164
【解題思路】根據(jù)題意分析出甲從M到達(dá)N處, 需要走6格,其中向上3格,向右3格,從而可得到從M到達(dá)N處的走法種數(shù)為C63=20,從而可得出A錯誤;
若甲從M必須經(jīng)過A3到達(dá)N處,可分兩步,甲從M到達(dá)A3,從A3到達(dá)N,從而可判斷選項(xiàng)B正確;
若甲,乙兩人能在A3處相遇,先計(jì)算甲經(jīng)過A3的走法種數(shù),再計(jì)算乙經(jīng)過A3的走法種數(shù),從而可求出甲,乙兩人能在A3處相遇的走法種數(shù);
根據(jù)題意可得出只能在A1,A2,A3,A4處相遇,然后分別計(jì)算走法種數(shù)即可.
【解答過程】對于A,需要走6格,其中向上3格,向右3格,所以從M到達(dá)N處的走法種數(shù)為C63=20,故A錯誤.
對于B,甲從M到達(dá)A3,需要走3格,其中向上1格,向右2格,有C31=3種走法,從A3到達(dá)N,需要走3格,其中向上2格,向右1格,有C31=3種走法,所以甲從M必須經(jīng)過A3到達(dá)N處的走法種數(shù)為3×3=9,故B正確.
對于C,甲經(jīng)過A3的走法種數(shù)為C31×C31=9,乙經(jīng)過A3的走法種數(shù)為C31×C31=9,所以甲,乙兩人能在A3處相遇的走法種數(shù)為9×9=81,故C錯誤.
對于D,甲,乙兩人沿著最短路徑行走,只能在A1,A2,A3,A4處相遇,若甲,乙兩人在A1處相遇,甲經(jīng)過A1處,必須向上走3格,乙經(jīng)過A1處,必須向左走3格,兩人在A1處相遇的走法有1種;若甲,乙兩人在A2或A3處相遇,各有81種走法;若甲,乙兩人在A4處相遇,甲經(jīng)過A4處,必須向右走3格,乙經(jīng)過A4處,必須向下走3格,則兩人在A4處相遇的走法有1種.所以甲,乙兩人能相遇的走法種數(shù)為1+81+81+1=164,故D正確.
故選:BD.
12.(5分)(2022春·重慶沙坪壩·高二階段練習(xí))中國古代中“禮、樂、射、御、書、數(shù)”合稱“六藝”.“禮”主要指德育;“樂”主要指美育;“射”和“御”就是體育和勞動;“書”指各種歷史文化知識;“數(shù)”指數(shù)學(xué).某校國學(xué)社團(tuán)開展“六藝”課程講座活動,一天內(nèi)連續(xù)安排六節(jié)課,則下列說法正確的是( )
A.某學(xué)生從中選3門學(xué)習(xí),共有20種選法
B.“禮”和“射”不相鄰,共有400種選法
C.“樂”不能排在第一節(jié),且“數(shù)”不能排在最后,共有504種選法
D.“書”必須排在前三節(jié),且“射”和“御”相鄰,共有108種選法
【解題思路】對于A,從6個中選3個,則有C63種;對于B,利用插空法求解;對于C,分兩類求解,一是若“數(shù)”排在第一節(jié),二是若“數(shù)”不排在第一節(jié),也不排在最后一節(jié);對于D,分三類,利用捆綁法,①若“書”排在第一節(jié),且“射”和“御”相鄰,②若“書”排在第二節(jié),且“射”和“御”相鄰,③若“書”排在第三節(jié),且“射”和“御”相鄰,然后利用分類加法原理求解
【解答過程】解:對于A,某學(xué)生從中選3門學(xué)習(xí),共有C63=20種選法,
故選項(xiàng)A正確;
對于B,“禮”和“射”不相鄰,則有A44A52=480種,
故選項(xiàng)B錯誤;
對于C,①若“數(shù)”排在第一節(jié),則排法有A55=120種;
②若“數(shù)”不排在第一節(jié),也不排在最后一節(jié),則排法有C41C41A44=384種,
所以“樂”不能排在第一節(jié),且“數(shù)”不能排在最后,共有120+384=504種選法,
故選項(xiàng)C正確;
對于D,①若“書”排在第一節(jié),且“射”和“御”相鄰,則有4?A22?A33=48種;
②若“書”排在第二節(jié),且“射”和“御”相鄰,則有3A22A33=36種;
③若“書”排在第三節(jié),且“射”和“御”相鄰,則有3A22A33=36種.
所以“書”必須排在前三節(jié),且“射”和“御”相鄰,共有48+36+36=120種選法,
故選項(xiàng)D錯誤;
故選:AC.
三.填空題(共4小題,滿分20分,每小題5分)
13.(5分)(2022秋·上海浦東新·高三階段練習(xí))(x-1x)n的二項(xiàng)展開式中各項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)之和為64,則展開式中的常數(shù)項(xiàng)等于 15 .
【解題思路】根據(jù)二項(xiàng)式系數(shù)和得n=6,進(jìn)而求出二項(xiàng)式展開式的通式公式,令3-32r=0,解出r,即可得出答案.
【解答過程】因?yàn)?x-1x)n的二項(xiàng)展開式中二項(xiàng)式系數(shù)之和為64,
所以2n=64,得n=6,
所以題中二項(xiàng)式為(x-1x)6,二項(xiàng)式展開式的通式公式為:Tr+1=C6rx6-r-1xr=C6r-1rx3-32r,
令3-32r=0,得:r=2,則展開式中的常數(shù)項(xiàng)等于C62-12=15.
故答案為:15.
14.(5分)(2022春·福建泉州·高二期末)如圖,用4種不同的顏色對圖中4個區(qū)域涂色,要求每個區(qū)域涂1種顏色,相鄰的區(qū)域不能涂相同的顏色,則不同的涂色方法有 48 種.
【解題思路】利用分步計(jì)數(shù)原理,一個個按照順序去考慮涂色.
【解答過程】按照分步計(jì)數(shù)原理,
第一步:涂區(qū)域1,有4種方法;
第二步:涂區(qū)域2,有3種方法;
第三步:涂區(qū)域3,分兩類:(1)區(qū)域3與1同色,則區(qū)域4有2種方法;(2)區(qū)域3與1不同色,則區(qū)域3有2種方法,區(qū)域4有1種方法;
所以不同的涂色種數(shù)有4×3×(1×2+2×1)=48種.
故答案為:48.
15.(5分)(2022·高二課時練習(xí))某籃球隊(duì)有12名隊(duì)員,其中有6名隊(duì)員打前鋒,有4名隊(duì)員打后衛(wèi),甲、乙兩名隊(duì)員既能打前鋒又能打后衛(wèi).若出場陣容為3名前鋒,2名后衛(wèi),則不同的出場陣容共有 636 種.
【解題思路】分三種情況討論:①甲、乙都不出場;②甲、乙只有一人出場;③甲、乙都出場.分別計(jì)算出每種情況下出場的陣容種數(shù),利用分類加法計(jì)數(shù)原理即可得出結(jié)果.
【解答過程】分以下三種情況討論:
①甲、乙都不出場,則應(yīng)從6名打前鋒的隊(duì)員中挑選3人,從4名打后衛(wèi)的隊(duì)員中挑選2人,此時,出場陣容種數(shù)為C63C42=120;
②甲、乙只有一人出場,若出場的這名隊(duì)員打前鋒,則應(yīng)從6名打前鋒的隊(duì)員中挑選2人,從4名打后衛(wèi)的隊(duì)員中挑選2人;若出場的這名隊(duì)員打后衛(wèi),則應(yīng)從6名打前鋒的隊(duì)員中挑選3人,從4名打后衛(wèi)的隊(duì)員中挑選1人.
此時,出場陣容種數(shù)為C21?C62C42+C63C41=340;
③甲、乙都出場,若這兩名隊(duì)員都打前鋒,則應(yīng)從6名打前鋒的隊(duì)員中挑選1人,從4名打后衛(wèi)的隊(duì)員中挑選2人;若這兩名隊(duì)員都打后衛(wèi),則應(yīng)從6名打前鋒的隊(duì)員中挑選3人,從4名打后衛(wèi)的隊(duì)員中不用挑選;若這兩名隊(duì)員一人打前鋒、一人打后衛(wèi),則應(yīng)從6名打前鋒的隊(duì)員中挑選2人,從4名打后衛(wèi)的隊(duì)員中挑選1人,此時,出場陣容種數(shù)為C61C42+C63C40+C21C62C41=176.
綜上所述,由分類加法計(jì)數(shù)原理可知,共有120+340+176=636種不同的出場陣容.
故答案為:636.
16.(5分)(2022春·全國·高二專題練習(xí))課本中,在形如a+bn=Cn0an+Cn1an-1b+…Cnran-rbr+…Cnnbn的展開式中,我們把Cnrr=0,1,2,…,n)叫做二項(xiàng)式系數(shù),類似地在1+x+x2n=Dn0+Dn1x+Dn2x2+…Dn2n-1x2n-1+Dn2nx2n的展開式中,我們把Dnrr=0,1,2,…,2n叫做三項(xiàng)式系數(shù),則D20150?C20150-D20151?C20151+D20152?C20152-…+-1kD2015kC2015k+…-D20152015?C20152015的值為 0 .
【解題思路】根據(jù)1+x+x22015?(x-1)2015=x3-12015的等式兩邊的x2015項(xiàng)的系數(shù)相同,從而求得要求式子的值.
【解答過程】∵1+x+x22015?(x-1)2015=D20150+D20151x+D20152x2+…+D2015rxr+…+D20154030-1x4030-1+D20154030x4030 ?C20150?x2015-C20151?x2014+C20152?x2013-C20153x2012+…+C20152014?x-C20152015,
其中x2015系數(shù)為
D20150?C20150-D20151?C20151+D20152?C20152-…+-1kD2015kC2015k+…-D20152015?C20152015,
∵1+x+x22015?(x-1)2015=x3-12015,
而二項(xiàng)式x3-12015的通項(xiàng)公式Tr+1=C2015r?x32015-r,
因?yàn)?015不是3的倍數(shù),所以x3-12015的展開式中沒有x2015項(xiàng),由代數(shù)式恒成立可得
D20150?C20150-D20151?C20151+D20152?C20152-…+-1kD2015kC2015k+…-D20152015?C20152015=0,
故答案為0.
四.解答題(共6小題,滿分70分)
17.(10分)(2022春·山東菏澤·高二統(tǒng)考期中)(1)計(jì)算:4A73+2A74A77-A84.
(2)已知1C5m-1C6m=710C7m,求C6m+C6m+1+C7m+2+C8m+3的值.
【解題思路】(1)根據(jù)排列數(shù)的計(jì)算公式即可得解;
(2)根據(jù)組合數(shù)的計(jì)算公式即可得解.
【解答過程】(1)4A73+2A74A77-A84=4×7×6×5+2×7×6×5×47×6×5×4×3×2×1-8×7×6×5
=7×6×5×4×37×6×5×(4×3×2×1-8)=1216=34.
(2)由1C5m-1C6m=710C7m可得m!(5-m)!5!-m!(6-m)!6!=7×m×(7-m)!10×7!
即m!(5-m)!5!-m×(6-m)×(5-m)!6×5!=7×m×(7-m)(6-m)(5-m)!10×7×6×5!,
可得1-(6-m)6=(7-m)(6-m)10×6,整理可得:m2-23m+42=0,
解得m=2或m=21,因?yàn)?≤m≤5,可得m=2,
所以C62+C63+C74+C85=C73+C74+C85=C84+C85=C95=126.
18.(10分)(2023·全國·高二專題練習(xí))由2、3、5、7組成無重復(fù)數(shù)字的四位數(shù),求:
(1)這些數(shù)的數(shù)字和;
(2)這些數(shù)的和.
【解題思路】(1)根據(jù)分步乘法原理計(jì)算所有的四位數(shù),進(jìn)而可得這24個數(shù)的數(shù)字之和,
(2)確定24個數(shù)中,每個數(shù)位上2,3,5,7出現(xiàn)的次數(shù),進(jìn)而可求這些數(shù)的和,
【解答過程】(1)共可組成4×3×2×1=24個四位數(shù),這24個四位數(shù)的數(shù)字和為24×2+3+5+7=408.
(2)這24個四位數(shù)中,數(shù)字2在千位的有3×2×1=6個,同樣,3、5、7在千位的各有6個.
同理,2、3、5、7在百位、十位、個位各出現(xiàn)6次.
所以所有數(shù)之和為2+3+5+7×6×1000+100+10+1=113322
19.(12分)(2023·全國·高三專題練習(xí))如圖,一個正方形花圃被分成5份.
(1)若給這5個部分種植花,要求相鄰兩部分種植不同顏色的花,已知現(xiàn)有5種顏色不同的花,求有多少種不同的種植方法?
(2)若向這5個部分放入7個不同的盆栽,要求每個部分都有盆栽,問有多少種不同的放法?
【解題思路】(1)分種3、4、5種顏色的花,應(yīng)用分步計(jì)數(shù)及組合排列數(shù)求種植方法數(shù);
(2)分{3,1,1,1,1}、{2,2,1,1,1}兩種分組,結(jié)合不平均分組、全排列求不同的放法.
【解答過程】(1)
當(dāng)種5種顏色的花,作全排列,則有A55=120種;
當(dāng)種4種顏色的花,5種顏色選4種,{(A,E),(C,E),(B,C)}中選一組種同顏色的花,余下3種顏色作全排列,則有C54C41C31A33=360種;
當(dāng)種3種顏色的花,5種顏色選3種,D位置任選一種,余下2種顏色在{(A,E),(B,C)}分別種相同顏色,則有C53C31A22=60種;
所以共有540種不同種植方法.
(2)
將7個盆栽有{3,1,1,1,1}、{2,2,1,1,1}兩種分組方式,
以{3,1,1,1,1}分組,則C73A55=4200種;
以{2,2,1,1,1}分組,則C72C52A22?A55=12600種;
所以共有16800種不同的放法.
20.(12分)(2022春·山東菏澤·高二階段練習(xí))6名同學(xué)(簡記為A、B、C、D、E、F)到甲、乙、丙三個場館做志愿者.
(1)一天上午有16個相同的口罩全部發(fā)給這6名同學(xué),每名同學(xué)至少發(fā)兩個口罩,則不同的發(fā)放方法種數(shù)?
(2)每名同學(xué)只去一個場館,甲場館安排1名,乙場館安排2名,丙場館安排3名,則不同的安排方法種數(shù)?
(3)每名同學(xué)只去一個場館,每個場館至少要去一名,且A、B兩人約定去同一個場館,C、D不想去一個場館,則滿足同學(xué)要求的不同的安排方法種數(shù)?
【解題思路】(1)先讓每位同學(xué)拿一個口罩,余下10個用隔板法求解作答.
(2)利用分步計(jì)數(shù)乘法原理從6人中依次取1人,2人,3人去甲、乙、丙三個場館列式計(jì)算作答.
(3)按給定條件將6人分成3組,再分到三個場館列式計(jì)算作答.
【解答過程】(1)
16個相同的口罩,每位同學(xué)先拿一個,剩下的10個口罩排成一排有9個間隙,插入5塊板子分成6份,每一種分法所得6份給到6個人即可,
所以不同的發(fā)放方法C95=126種.
(2)
求不同的安排方法分三步:6人中選一人去甲場館,剩下的5人中選2人去乙場館,最后剩下3人去丙場館,
所以不同的安排方法有C61C52C33=60 種.
(3)
把A,B視為一人,相當(dāng)于把5個人先分成三組,再分配給三個場館,分組方法有兩類:
第一類1,1,3,去掉C,D在一組的情況,有(C53-C31)種分組方法,再分配給三個場館,有C53-C31A33=7×6=42種方法,
第二類1,2,2,去掉C,D在一組的情況,有(C51C42A22-C31)種分組方法,再分配給三個場館,有C51C42A22-C31A33=12×6=72種方法,
所以不同的安排方法有42+72=114種方法.
21.(12分)(2022秋·上海楊浦·高二期末)已知4x+12xn(n為正整數(shù))的二項(xiàng)展開式中.
(1)若Cn0+Cn2+Cn4+?=256,求所有項(xiàng)的系數(shù)之和;
(2)若Cn0+Cn1+Cn2=821,求展開式中的有理項(xiàng)的個數(shù);
(3)若n=30,求系數(shù)最大的項(xiàng).
【解題思路】(1)由題意求出n=9,令4x+12x9中x=1,即可得出答案.
(2)求出n=40,寫出4x+12x40的通項(xiàng),要使展開式為有理項(xiàng),則10-34r∈Z,求解即可;
(3)設(shè)二項(xiàng)式展開式第r+1項(xiàng)的系數(shù)最大,求出4x+12x40的通項(xiàng),則C30r12r≥C30r-112r-1C30r12r≥C30r+112r+1,解不等式即可得出答案.
【解答過程】(1)因?yàn)镃n0+Cn1+Cn2+Cn3+?+Cnn=2n,
而Cn0+Cn2+Cn4+??=Cn1+Cn3+Cn5+?=2n-1,
所以2n-1=256?n=9.
所以令4x+12x9中x=1,則所有項(xiàng)的系數(shù)之和為:1+129=329.
(2)若Cn0+Cn1+Cn2=821,則1+n+nn-12=821,
n-40n+41=0,解得:n=40.
則4x+12x40的通項(xiàng)為:Tr+1=C40r4x40-r12xr=C40r12rx10-34r,
其中r∈0,1,2,3,?,40,要使展開式為有理項(xiàng),
則10-34r∈Z,則r=0,4,8,12,16,20,24,28,32,36,40,
故展開式中的有理項(xiàng)的個數(shù)為11.
(3)若n=30,則4x+12x30的通項(xiàng)為:Tr+1=C30r4x30-r12xr=C30r12rx30-3r4,
則設(shè)二項(xiàng)式展開式第r+1項(xiàng)的系數(shù)最大,
則C30r12r≥C30r-112r-1C30r12r≥C30r+112r+1,得30!r!30-r!12r≥30!r-1!31-r!12r-130!r!30-r!12r≥30!r+1!29-r!12r+1,
化簡得:12r≥131-r130-r≥12r+1,解得:283≤r≤313.
因?yàn)閞∈Z,則r=10,所以系數(shù)最大的項(xiàng)為T11=C30101210.
22.(12分)(2022·全國·高三專題練習(xí))在x2+x+1n=Dn0x2n+Dn1x2n-1+Dn2x2n-2+???+Dn2n-1x+Dn2n的展開式中,把Dn0,Dn1,Dn2,…,Dn2n叫做三項(xiàng)式的n次系數(shù)列.
(1)寫出三項(xiàng)式的2次系數(shù)列和3次系數(shù)列;
(2)列出楊輝三角形類似的表(0≤n≤4,n∈N),用三項(xiàng)式的n次系數(shù)表示Dn+10,Dn+11,Dn+1k+11≤k≤2n-1;
(3)用二項(xiàng)式系數(shù)表示Dn3.
【解題思路】(1)先求出三項(xiàng)式的展開式,即可求出;
(2)列出楊輝三角形類似的表,即可得出結(jié)果;
(3)根據(jù)三項(xiàng)式的n次系數(shù)列定義展開求解即可得出.
【解答過程】(1)寫出三項(xiàng)式的2次系數(shù)列和3次系數(shù)列:
∵x2+x+12=x4+x2+1+2x3+2x2+2x=x4+2x3+3x2+2x+1,
∴D20=1,D21=2,D22=3,D23=2,D24=1,
∵x2+x+13=x4+2x3+3x2+2x+1x2+x+1
=x6+3x5+6x4+7x3+6x2+3x+1,
∴D30=1,D31=3,D32=6,D33=7,D34=6,D35=3,D36=1.
(2)列出楊輝三角形類似的表(0≤n≤4,n∈N),
用三項(xiàng)式的n次系數(shù)表示Dn+10,Dn+11,Dn+1k+11≤k≤2n-1,
Dn+10=Dn0=0,Dn+11=Dn1+Dn0=n+1,Dn+1k+1=Dnk-1+Dnk+Dnk+11≤k≤2n-1,
(3)用二項(xiàng)式系數(shù)表示Dn3,
D12=1,D22=D10+D11+D12=3=C32,D32=D20+D21+D22=6=C42,
D42=D30+D31+D32=10=C52,…,?Dn-12=Dn-20+Dn-21+Dn-22=1+n-2+Cn-12=Cn2,
∵Dn3=Dn-11+Dn-12+Dn-13,
∴Dn3-Dn-13=Dn-11+Dn-12=Cn1+Cn2-1=Cn+12-1,
∵D33-D23=C42-1,D43-D33=C52-1,D53-D43=C62-1,…,Dn3-Dn-13=Cn+12-1,
∴Dn3-D23=C42+C52+C62+???+Cn+12-n-2
=C53-C43+C63-C53+C73-C63+???+Cn+23-Cn+13-n-2
=Cn+23-C43-n-2=Cn+23-n+2,
∴Dn3=Cn+23-Cn1.

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