高中数学人教A版(2019)选择性必修第三册第六章综合卷1
第I卷(选择题)
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一、单选题
1.已知,则
A. B.0 C.14 D.
2.如图,用四种不同的颜色给图中的A,B,C,D,E,F,G七个点涂色,要求每个点涂一种颜色,且图中每条线段的两个端点涂不同颜色,则不同的涂色方法有( )
A.192 B.336 C.600 D.以上答案均不对
3.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.
4.设集合,那么集合中满足条件
“”的元素个数为
A. B. C. D.
5.设A是集合的子集,只含有3个元素,且不含相邻的整数,则这种子集A的个数为( )
A.32 B.56 C.72 D.84
6.有张卡片分别写有数字,从中任取张,可排出不同的四位数个数为
A. B. C. D.
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.已知,设,其中则( )
A. B.
C.若,则 D.
第II卷(非选择题)
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三、填空题
9.在一个正六边形的六个区域栽种观赏植物(如图),要求同一块中种同一种植物,相邻的两块种不同的植物.现有3种不同的植物可供选择,则有_____种栽种方案.
10.把a,a,a,b,b,,排成一排,要求三个“a”两两不相邻,且两个“b”也不相邻,则这样的排法共有______种.
11.某学校要对如图所示的5个区域进行绿化(种花),现有4种不同颜色的花供选择,要求相邻区域不能种同一种颜色的花,则共有___________种不同的种花方法.
12.的展开式中的系数为______.
四、解答题
13.设数列是等比数列,,公比是的展开式中的第二项.
(1)用,表示通项与前项和;
(2)若,用,表示.
14.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.
15.已知函数,其中,.
(1)若,,求的值;
(2)若,,求的最大值;
(3)若,求证:.
16.一条铁路有个车站,为适应客运需要,新增了个车站,且知,客运车票增加了62种,问原来有多少个车站 现在有多少个车站
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.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.
2.C
【分析】
根据题意,结合计数原理,先排E,F,G,然后根据A,B,C,D的情况讨论.
【详解】
解:E,F,G分别有4,3,2种方法,
当A与F相同时,A有1种方法,此时B有2种,
若与F相同有C有1种方法,同时D有3种方法,
若C与F不同,则此时D有2种方法,
故此时共有:种方法;
当A与G相同时,A有1种方法,此时B有3种方法,
若C与F相同,C有1种方法,同时D有2种方法,
若C与F不同,则D有1种方法,
故此时共有:种方法;
当A既不同于F又不同于G时,A有1种方法,
若B与F相同,则C必须与A相同,同时D有2种方法;
若B不同于F,则B有1种方法,
Ⅰ若C与F相同则C有1种方法同时D有2种方法;
Ⅱ若C与F不同则必与A相同,C有1种方法,同时D有2种方法;
故此时共有:种方法;
综上共有种方法.
故选:C.
【点睛】
本题考查了计数原理,考查了分类讨论思想的应用,分类时要做到不重不漏.本题属于难题.
3.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.
4.D
【详解】
试题分析:分以下三种情况讨论,
(1),则上述五个数中有一个为或,其余四个数为零,此时集合有
个元素;
(2),则上述五个数中有两个数为或,其余三个数为零,其中这两个数的所有可能搭配有中,此时集合有个;
(3),则上述五个数中有三个数为或,其余两个数为零,其中这两个数的所有可能搭配有中,此时集合有个;
综上所述,集合共有个元素.故选D.
【考点定位】
本题考查分类计数原理,属于较难题.
5.B
【分析】
分类列举出每一种可能性即可得到答案.
【详解】
若1,3在集合A内,则还有一个元素为5,6,7,8,9,10中的一个;
若1,4在集合A内,则还有一个元素为6,7,8,9,10中的一个;
若1,8在集合A内,则还有一个元素为10;
共有6+5+4+3+2+1=21个.
若2,4在集合A内,则还有一个元素为6,7,8,9,10中的一个;
若2,5在集合A内,则还有一个元素为7,8,9,10中的一个;
若2,8在集合A内,则还有一个元素为10;
共有5+4+3+2+1=15个.
若3,5在集合A内,则还有一个元素为7,8,9,10中的一个;
若3,6在集合A内,则还有一个元素为8,9,10中的一个;
若3,8在集合A内,则还有一个元素为10;
共有4+3+2+1=10个.
若4,6在集合A内,则还有一个元素为8,9,10中的一个;
若4,7在集合A内,则还有一个元素为9,10中的一个;
若4,8在集合A内,则还有一个元素为10;
共有3+2+1=6个.
若5,7在集合A内,则还有一个元素为9,10中的一个;
若5,8在集合A内,则还有一个元素为10;
共有2+1=3个.
若6,8,10在在集合A内,只有1个.
总共有21+15+10+6+3+1=56个
故选:B.
6.C
【详解】
分析:根据题意,分四种情况讨论:①取出四张卡片中没有重复数字,即取出四张卡片中的数字为1,2,3,4;②取出四张卡片中4有2个重复数字,则2个重复的数字为1或2;③若取出的四张卡片为2张1和2张2;④取出四张卡片中有3个重复数字,则重复数字为1,分别求出每种情况下可以排出四位数的个数,由分类计数原理计算可得结论.
详解:根据题意,分四种情况讨论:
①取出四张卡片中没有重复数字,即取出四张卡片中的数字为1,2,3,4;
此时有种顺序,可以排出24个四位数.
②取出四张卡片中4有2个重复数字,则2个重复的数字为1或2,
若重复的数字为1,在2,3,4中取出2个,有种取法,安排在四个位置中,
有种情况,剩余位置安排数字1,可以排出个四位数
同理,若重复的数字为2,也可以排出36个重复数字;
③若取出的四张卡片为2张1和2张2,在4个位置安排两个1,有种情况,
剩余位置安排两个2,则可以排出个四位数;
④取出四张卡片中有3个重复数字,则重复数字为1,在2,3,4中取出1个卡片,
有种取法,安排在四个位置中,有种情况,剩余位置安排1,
可以排出个四位数,则一共有个四位数,故选C.
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.
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.AC
【分析】
根据二项式定理判断A,利用组合数公式结合二项式定理判断B,设是中最大项,列不等式组,求解后判断C,举反例判断D.
【详解】
A. ,A正确;
B.,
所以
(除非),B错;
C.设是中最大项,
,即,
注意到,,又,
不等式组可解为,所以,所以,C正确;
D.例如时,,,
,D错误.
故选:AC.
【点睛】
方法点睛:本题考查二项式定理,掌握二项式定理是解题关键.处理方法:(1)组合数的变形公式,(2)求二项展开式中最大项(或最小项)的方法,设第项是,可设第项最大,则有,解此不等式可得.
9.66
【分析】
根据题意,分3种情况讨论:①当A、C、E种同一种植物,②当A、C、E种二种植物,③当A、C、E种三种植物,再由分类计数原理,即可求得,得到答案.
【详解】
根据题意,分3种情况讨论:
①当A、C、E种同一种植物,此时共有3×2×2×2=24种方法;
②当A、C、E种二种植物,此时共有C32×A32×2×1×1=36种方法;
③当A、C、E种三种植物,此时共有A33×1×1×1=6种方法;
则一共有24+36+6=66种不同的栽种方案;
故答案为66.
【点睛】
本题主要考查分类计数原理,及有关排列组合的综合问题,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,同时在某些特定问题上,也可充分考虑“正难则反”的思维方式.
10.96
【分析】
计数综合问题,可先对b,b,,进行排列,然后用“插空法”解决三个“a”两两不相邻的问题,最后减去两个“b”相邻的情况即为所求
【详解】
根据题意,分情况进行分析:
①先排列b,b,,,若,不相邻,则有(种)排法,若,相邻,则有(种)排法.所以b,b,,的排法有(种),排好后有5个空位.
②从所形成的5个空中选3个插入a,共有(种)方法,若b,b相邻,从所形成的4个空中选3个插入a,共有(种)方法,
故三个“a”两两步相邻,且两个“b”也不相邻的排法共有(种).
故答案为:96
11.72
【解析】
分析: 根据题意,分4步进行分析:依次分析区域1、2、3、4和5的着色方法数目,由分步计数原理计算可得答案.
详解:根据题意,分4步进行分析:
①,对于区域1,有4种颜色可选,即有4种着色方法,
②,对于区域2,与区域1相邻,有3种颜色可选,即有3种着色方法,
③,对于区域3,与区域1、2相邻,有2种颜色可选,即有2种着色方法,
④,对于区域4,若其颜色与区域2的相同,区域5有2种颜色可选,
若其颜色与区域2的不同,区域4有1种颜色可选,区域5有1种颜色可选,
则区域4、5共有2+1=3种着色方法;
则一共有4×3×2×(1+2)=72种着色方法;
故答案为72
点睛:解答排列、组合问题的角度:解答排列、组合应用题要从“分析”、“分辨”、“分类”、“分步”的角度入手;(1)“分析”就是找出题目的条件、结论,哪些是“元素”,哪些是“位置”;(2)“分辨”就是辨别是排列还是组合,对某些元素的位置有、无限制等;(3)“分类”就是将较复杂的应用题中的元素分成互相排斥的几类,然后逐类解决;(4)“分步”就是把问题化成几个互相联系的步骤,而每一步都是简单的排列、组合问题,然后逐步解决.
12.-6480
【分析】
,利用二项式定理得到,再展开,计算得到答案.
【详解】
,展开式的通项为:,
取,则,
的展开式的通项为:,
取,得到,
故的系数为.
故答案为:.
【点睛】
本题考查了二项式定理的应用,意在考查学生的计算能力和应用能力.
13.(1),;(2) .
【分析】
(1)根据组合数的性质可求得的值,根据二项展开式的通项可求得的值,从而可求得;
(2)用倒序相加法及组合数的性质可求得.
【详解】
(1)∵,
∴,即,
∴,∴.
又由,知,
∴,
∴,.
(2)当时,,
,①
又,②
由①+②,得,
∴.
当时,,
.
∴.
14.(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.
15.(1);(2);(3)见解析.
【解析】
分析:(1)赋值法:求
(2)先求通项公式,利用解出,设第项的系数最大,所以
(3)时,,利用组合数的公式化简求解.
详解:(1),时,
,
令得,
令得 ,
可得;
(2),
,
不妨设中,则
或,
中的最大值为;
(3)若,,
,
因为
,
所以
.
点睛:(1)二项式定理求系数和的问题,采用赋值法.
(2)求解系数的最大项,先设最大项的系数,注意所求的是第项的系数,计算不等式采用消去法化简计算,取整数.
(3)组合数公式的计算整体变形,构造的结构,一般采用计算,不要展开.
16.15;17.
【详解】
试题分析:车票问题由于有起点站和终点站的不同,导致车票不同,因此是排列问题;本题从 n个车站增加m个车站,车票增加数为从m+n个站点选出2个站点的排列数减去从n个站点选出2个站点的排列数,这个差值等于62,解方程求出m,n之间的关系,根据n>0,得出关于m的不等式,根据题意求出结果.
试题解析:
原来个车站有车票种,新增了个车站,有车票种,有题意得
,即整理得
.∴,由从而有,∴.
又∵,解得即,当时,均不为整数,只有时,符合题意,∴,故原来有15个车站,现在有17个车站.
【点睛】车票问题由于有起点站和终点站的不同,导致车票不同,因此是排列问题;车票问题,由于两站之间的票价相同,顺序不同票价相同,是组合问题;与排列、组合有关的方程问题在解答时要注意隐含的条件,首先是有范围要求,其次必须是整数解.
答案第1页,共2页
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