高中数学人教A版(2019)选择性必修第三册第六章综合卷5
第I卷(选择题)
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一、单选题
1.由1,2,3,4,5组成的没有重复数字的五位数,从中任意抽取一个,则其恰好为“前3个数字保持递减,后3个数字保持递增”(如五位数“43125”,前3个数字“431”保持递减,后3个数字“125”保持递增)的概率是( )
A. B. C. D.
2.已知,则( )
A. B.
C. D.
3.某人设计一项单人游戏,规则如下:先将一棋子放在如图所示正方形(边长为2个单位)的顶点处,然后通过掷骰子来确定棋子沿正方形的边按逆时针方向行走的单位,如果掷出的点数为,则棋子就按逆时针方向行走个单位,一直循环下去.则某人抛掷三次骰子后棋子恰好又回到点处的所有不同走法共有
A.22种 B.24种 C.25种 D.27种
4.已知,则
A. B.0 C.14 D.
5.如果一个位十进制数…的数位上的数字满足“小大小大…小大”的顺序,即满足:,我们称这种数为“波浪数”.从1,2,3,4,5组成的数字不重复的五位数中任取一个五位数,这个数为“波浪数”的概率是
A. B. C. D.
6.已知集合,若A,B是P的两个非空子集,则所有满足A中的最大数小于B中的最小数的集合对(A,B)的个数为( )
A.49 B.48 C.47 D.46
二、多选题
7.某中学为提升学生劳动意识和社会实践能力,利用周末进社区义务劳动,高三一共6个班,其中只有1班有2个劳动模范,本次义务劳动一共20个名额,劳动模范必须参加并不占名额,每个班都必须有人参加,则下列说法正确的是( )
A.若1班不再分配名额,则共有种分配方法
B.若1班有除劳动模范之外学生参加,则共有种分配方法
C.若每个班至少3人参加,则共有90种分配方法
D.若每个班至少3人参加,则共有126种分配方法
8.对于二项式,以下判断正确的有( )
A.存在,展开式中有常数项
B.对任意,展开式中没有常数项
C.对任意,展开式中没有的一次项
D.存在,展开式中有的一次项
第II卷(非选择题)
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三、填空题
9.将5个不同的小球全部放入编号为1,2,3,4的四个盒子中,若每个盒子中所放的球的个数不大于其编号数,则共有_________种不同的放法.
10.已知集合,对它的非空子集,可将中每一个元素都乘以,再求和(如,可求得和为),则对的所有非空子集,这些和的总和是______.
11.如图,在的点阵中,依次随机地选出、、三个点,则选出的三点满足的概率是______.
12.由“无穷等比数列各项的和”可知,当时,有,若对于任意的,都有,则______.
四、解答题
13.的展开式中,奇数项的二项式系数之和为128,且前三项系数成等差数列.
(1)求的值;
(2)若,展开式有多少有理项?写出所有有理项.
14.已知数列满足,,其中为常数,.
(1)求,的值;
(2)猜想数列的通项公式,并用数学归纳法证明.
15.设,对于项数为的有穷数列,令为中最大值,称数列为数列的“创新数列”.例如数列3,5,4,7的创新数列为3,5,5,7. 考查正整数1,2,…,的所有排列,将每种排列都视为一个有穷数列.
(1)若,写出创新数列为3,4,4,4的所有数列;
(2)是否存在数列的创新数列为等比数列?若存在,求出符合条件的的创新数列;若不存在,请说明理由.
(3)是否存在数列,使它的创新数列为等差数列?若存在,求出满足所有条件的数列的个数;若不存在,请说明理由.
16.1.如图,已知图形ABCDEF,内部连有线段.(用数字作答)
(1)由点A沿着图中的线段到达点E的最近路线有多少条?
(2)由点A沿着图中的线段到达点C的最近路线有多少条?
(3)求出图中总计有多少个矩形?
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.A
【分析】
首先根据已知条件“定位”中间数字,其次在剩余的四个数字中任取两个数字,放置在首或末位,则其余数字排列方式唯一确定.最后由古典概型计算公式即可得解
【详解】
由1,2,3,4,5组成的没有重复数字的五位数共个,前3个数字保持递减,后3个数字保持递增,说明中间数字为1;
在剩余的四个数字中任取两个数字,按照递减顺序,仅有一种排列方式放置在首两位(或末两位),则剩余两位数字排列方式唯一确定,放置在最后两位(或首两位).
因此“前3个数字保持递减,后3个数字保持递增”的五位数有个,
所以所求的概率.
故选:A.
2.B
【分析】
根据给定条件结合组合数计算公式变形和式的通项,再借助二项式性质即可得解.
【详解】
依题意,,
当时,,
于是得
.
故选:B
3.D
【详解】
分析:抛掷三次骰子后棋子恰好又回到点处的表示三次骰子的点数之和是,列举出在点数中三个数字能够使得和为的,共有种组合,利用分类计数原理能得到结果.
详解:由题意知正方形(边长为个单位)的周长是,
抛掷三次骰子后棋子恰好又回到点处的表示三次骰子的点数之和是,
列举出在点数中三个数字能够使得和为的有,
共有种组合,
前种组合,每种情况可以排列出种结果,
共有种结果;
各有种结果,共有种结果,
根据分类计数原理知共有种结果,故选D.
点睛:本题主要考查分类计数原理与分步计数原理及排列组合的应用,属于难题.有关排列组合的综合问题,往往是两个原理及排列组合问题交叉应用才能解决问题,解答这类问题理解题意很关键,一定多读题才能挖掘出隐含条件.解题过程中要首先分清“是分类还是分步”、“是排列还是组合”,在应用分类计数加法原理讨论时,既不能重复交叉讨论又不能遗漏,这样才能提高准确率.
4.B
【分析】
由题可知,将转化为,再根据二项式展开式的性质,即可求出和,便可得出.
【详解】
解:由题知,,
且,
则,
,
所以.
故选:B.
【点睛】
本题考查二项式定理的应用以及二项展开式的性质,考查计算能力.
5.A
【详解】
根据题意,分析可得在“波浪数”中,十位数字,千位数中必有一个是,另一数是或,另一数是时,将与放在千位、十位上,有种情况,剩余的放在其余三个数位上,有种情况,则此时的“波浪数”有个;
另一数时,必须相邻,有四个“波浪数”,
则由可构成数字不重复的五位“波浪数”个数为,
所以构成的“波浪数”的概率为,故选A.
6.A
【分析】
利用分类计数法,当A中的最大数分别为1、2、3、4时确定A的集合数量,并得到对应的集合个数,它们在各情况下个数之积,最后加总即为总数量.
【详解】
集合知:
1、若A中的最大数为1时,B中只要不含1即可:的集合为,
而有 种集合,集合对(A,B)的个数为15;
2、若A中的最大数为2时,B中只要不含1、2即可:
的集合为,而B有种,
集合对(A,B)的个数为;
3、若A中的最大数为3时,B中只要不含1、2、3即可:
的集合为,而B有种,
集合对(A,B)的个数为;
4、若A中的最大数为4时,B中只要不含1、2、3、4即可:
的集合为,
而B有种,集合对(A,B)的个数为;
∴一共有个,
故选:A
【点睛】
本题考查了分类计数原理,按集合最大数分类求出各类下集合对的数量,应用加法原理加总,属于难题.
7.BD
【分析】
对于AB,将20个名额分给n个班,且每个班至少有一个名额,相当于在20个物体的19个空中,选个位置分隔,用插空法;对于CD,利用分类相加计数原理,即可得到.
【详解】
对于A,若1班不再分配名额,则20个名额分配到5个班级,每个班级至少1个,根据插空法,有种分配方法,故A错误;
对于B,若1班有除劳动模范之外学生参加,则20个名额分配到6个班级,每个班级至少1个,根据插空法,有种分配方法,故B正确;
对于CD,若每个班至少3人参加,相当于16个名额被占用,还有4个名额需要分到6个班级,分5类:①4个名额到一个班,有6种;②一个班3个名额,一个班1个名额,有种;③两个班都是2个名额,有种;④两个班1个名额,一个班2个名额,有;⑤四个班都是1个名额,有种,则共有126种,故C错误,D正确.
故选:BD.
【点睛】
方法点睛:本题主要考查排列的应用,属于中档题,常见排列数的求法为:
(1)相邻问题采取“捆绑法”;(2)不相邻问题采取“插空法”;
(3)有限制元素采取“优先法”;(4)特殊元素顺序确定问题,先让所有元素全排列,然后除以有限制元素的全排列数.
8.AD
【分析】
求得二项式和的通项公式,得到二项式,展开式的通项为,
分别考察的指数为0,1的情况,进而判定常数项和一次项的系数的存在性.
【详解】
解:对于二项式的展开式的通项公式为,,
而的通项公式为,.
对于二项式,展开式的通项为,
未知数的次数为
当时,即,当,,是其中一组解,由于的各项的系数都是正数,故展开式中有常数项,且常数项的系数不为0,故A正确,B错误,
当时,即,当,,是其中一组解,由于的各项的系数都是正数,故展开式中有一次项,且一次项的系数不为0,展开式中有一次项,故D正确,C错误,
故选:AD.
【点睛】
本题考查二项展开式的通项,考查分析问题与解决问题的能力,是基础题.关键要熟练掌握二项展开式的通项公式,在中,当x的指数为0时,得到,指数为1时,得到,然后分别求得一组解,再结合其余各项中的系数都是正值,得到常数项和一次项的系数不为零,从而说明既有常数项又有一次项,是解决问题的关键.
9.535
【分析】
根据每个盒子中所放的球的个数不大于其编号数,将每个盒子能放入的球个数列举出来,由总球数为5,以可能的球数组合列举分组,结合组合数求出它们所有不同放法
【详解】
四个盒子放球的个数如下
1号盒子:{0,1}
2号盒子:{0,1,2}
3号盒子:{0,1,2,3}
4号盒子:{0,1,2,3,4}
结合由5个不同的小球全部放入盒子中,不同组合下放法
5 = 1 + 4:种
5 = 2 + 3:种
5 = 1 + 1 + 3:种
5 = 1 + 2 + 2:种
5 = 1 + 1 + 1 + 2:种
∴5个相同的小球放入四个盒子方式共有535种
故答案为:535
【点睛】
本题考查了组合数,对问题分类、分组,应用组合数的计算
10.2560
【分析】
根据题意,将中所有非空子集分类考虑,将所有非空子集中的含有1的总个数确定好,从而可求其和,同理求得含有的部分的和,问题即可解决.
【详解】
,
中所有非空子集含有1的有10类:
①单元素集合只有含有1,即1出现了次;
②双元素集合只有1的有,即1出现了次;
③三元素集合中含有1的有,即1出现了次,
⑩含有10个元素,出现了次;
共出现,
同理都出现次,
的所有非空子集中,这些和的总和是
,故答案为.
【点睛】
本题主要考查集合的子集以及组合式的应用,考查了分类讨论思想的应用,意在考查灵活应用所学知识解决问题的能力,属于难题.
11.
【分析】
先将个点标号,对点的位置进行分类讨论,结合古典概型的概率公式可求得结果.
【详解】
由题意可知、、三个点是有序的,讨论点为主元,
对点分三种情况讨论,如下图所示:
(1)第一类为号点.
①若,三点共线有条直线,此时有种;
②若,如点在号位,则点在号位或号位,即确定第二号点有种方法,确定第三号点有种方法,此时有种;
(2)第二类为、、、号点,此时,不存在这样的点;
(3)第三类为、、、号点,以号点为例,有三种情况如下图所示:
故有种.
综上所述,满足共有种.
因此,所求概率为.
故答案为:.
【点睛】
方法点睛:求解古典概型概率的方法如下:
(1)列举法;
(2)列表法;
(3)数状图法;
(4)排列组合数的应用.
12.
【分析】
根据当时,有,可将与同理展开.
再分析即可.
【详解】
由题,当时满足,
又.
故,
由题即求项的系数.
即中的系数.
故只需考虑五项分别对应的情况即可.
故含的项为
.
故答案为:
【点睛】
本题主要考查了无穷数列求和的问题的迁移.需要根据题意找到题中所给的等式对应的展开式,再分情况计算对应项的系数.属于难题.
13.(1)2或14;(2),,.
【分析】
先由二项式系数的性质求,再根据二项式展开式的通项公式和等差中项公式求 ;(2)根据二项式展开式的通项公式,令的指数为整数次求解.
【详解】
因为奇数项的二项式系数之和为128,
所以,解得,
所以二项式为
第一项:,系数为1,
第二项:,系数为,
第三项:,系数为,
由前三项系数成等差数列得: ,
解得或.
(2)若,由(1)得二项式为,通项为:
,其中
所以,
令即,此时;
令即,不符题意;
令即,不符题意;
令即,此时;
令即,不符题意;
令即,不符题意;
令即, 此时
综上,有3项有理项,分别是:
,,.
【点睛】
本题考查二项式定理的系数性质和展开式的通项公式,等差中项公式.注意是第项.
14.(1),;(2)猜想:,证明见解析.
【分析】
(1)根据,结合,令n=2求解;
(2)根据,,再结合组合数的性质,利用数学归纳法证明.
【详解】
(1)由题意知,,
解得,
∴.
(2).
由,,可猜想:.
证明如下:
①当时,由(1)知结论成立;
②假设当时,结论成立,则有
,
那么当时,.
由,得
,
,
,
.
又,
,
∴,
于是,∴.
故时,结论也成立.
由①②得,.
15.(1)3,4,1,2和3,4,2,1,(2)存在,,(3)有个
【分析】
(1)先阅读题意,再求出数列即可得解;
(2)先假设存在数列的创新数列为等比数列,再由创新数列的定义求解即可;
(3)先假设存在数列的创新数列为等差数列,再由创新数列的定义分类讨论等差数列的公差求解即可.
【详解】
解:(1)由题意可得:第一个数为3,第二个数为4,第三个与第四个数分别为1与2的排列即可,即数列有两个:3,4,1,2和3,4,2,1;
(2)存在数列的创新数列为等比数列,
理由如下:
设数列的创新数列为,
若为等比数列,设公比是,因为,所以,
当时,为常数列,满足条件,即创新数列为;
当时,为增数列,符合条件的数列只有1,2,,
又1,2,,不是等比数列;
综上可得符合条件的创新数列只有一个;
(3)存在数列,使它的创新数列为等差数列,
理由如下:
若为等差数列,设公差是,因为,
所以且,
当时,为常数列,满足条件,即创新数列为;
此时数列是首项为的任意一个排列,共有个排列,
当时,为增数列,符合条件的数列只有1,2,,
此时数列是1,2,,只有一个;
当时,与矛盾,此时不存在;
所以满足条件的数列的个数为个.
【点睛】
本题考查了等差数列,等比数列的定义及排列组合,重点考查了对新定义的理解,属中档题.
16.
(1)
(2)
(3)
【分析】
(1)由题意转化条件为点A需向右移动3次、向上移动3次,结合组合的知识即可得解;
(2)设出直线上其它格点为、、,按照、、、分类,结合分步乘法、组合的知识即可得解;
(3)由题意转化条件为从竖线中选出两条、横线中选出两条组成图形,按照矩形的边在不在上分类,利用分步乘法、组合的知识即可得解.
(1)
由题意点A沿着图中的线段到达点E的最近路线需要移动6次:向右移动3次,向上移动3次,故点A到达点E的最近路线的条数为;
(2)
设点、、的位置如图所示:
则点A沿着图中的线段到达点C的最近路线可分为4种情况:
①沿着,共有条最近路线;
②沿着,共有条最近路线;
③沿着,共有条最近路线;
④沿着,共有条最近路线;
故由点A沿着图中的线段到达点C的最近路线有条;
(3)
由题意,要组成矩形则应从竖线中选出两条、横线中选出两条,可分为两种情况:
①矩形的边不在上,共有个矩形;
②矩形的一条边在上,共有个矩形;
故图中共有个矩形.
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页