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第六章 计数原理
6.3.2 二项式系数的性质
[A 基础达标]
1.的展开式中系数最大的项是( )
A.第5项 B.第6项
C.第5项、第6项 D.第6项、第7项
2.(1+x)n(3-x)的展开式中各项系数的和为1 024,则n的值为( )
A.8 B.9
C.10 D.11
3.已知(3-x)n=a0+a1x+a2x2+…+anxn,若其第2项的二项式系数与第4项的二项式系数相等,则a0-a1+a2+…+(-1)nan=( )
A.32 B.64
C.128 D.256
4.883+6被49除所得的余数是( )
A.0 B.14
C.-14 D.35
5.(多选)(2021·天一中学高二期中)(1+ax+by)n的展开式中不含y的项的系数的绝对值的和为32,则a,n的值可能为( )
A.a=2,n=5 B.a=1,n=6
C.a=-1,n=5 D.a=1,n=5
6.若(1+)5=a+b(a,b为有理数),则a+b=________.
7.(x2+1)(x-2)9=a0+a1(x-1)+a2(x-1)2+a3(x-1)3+…+a11(x-1)11,则a1+a2+a3+…+a11的值为________.
8.若二项式(3-x)n(n∈N*)的展开式中所有项的系数之和为a,所有项的系数的绝对值之和为b,则+的最小值为________.
9.已知(2x-1)n的展开式中各项的二项式系数之和为64.
(1)求该展开式中各项的系数之和;
(2)求该展开式中所有偶数项的系数之和.
10.已知(x+3x2)n的展开式中,各项系数的和比它的二项式系数的和大992.
(1)求展开式中二项式系数最大的项;
(2)求展开式中系数最大的项.
[B 能力提升]
11.若(1-3x)2 021=a0+a1x+a2x2+…+a2 021x2 021,则++…+的值为( )
A.-2 B.-1
C.0 D.2
12.(多选)(2021·枣庄三中高二月考)对任意实数x,有(2x-3)9=a0+a1(x-1)+a2(x-1)2+a3(x-1)3+…+a9(x-1)9.则下列结论成立的是( )
A.a2=144
B.a0=1
C.a0+a1+a2+…+a9=1
D.a0-a1+a2-a3+…-a9=-39
13.(1+ax)2(1-x)5的展开式中,所有x的奇数次幂项的系数和为-64,则正实数a的值为________,展开式中x2项的系数为________.
14.32 016除以100的余数为________.
[C 拓展探究]
15.(多选)设a,b,m∈Z,m>0,若a和b被m除得的余数相同,则称a和b对于模m同余,记为a≡b(mod m),已知a=1+C×2+C×22+C×23+…+C×220,a≡b(mod 10),则b的值可能是( )
A.2 011 B.2 019
C.2 021 D.2 029
16.设(1+x)n=a0+a1x+a2x2+…+anxn,n≥4,n∈N*.已知a=2a2a4.
(1)求n的值;
(2)设(1+)n=a+b,其中a,b∈N*,求a2-3b2的值.
参考答案
1解析:选B.由的展开式的通项为Tk+1=Cx10-2k,知展开式中系数最大的项即二项式系数最大的项,即C最大,所以k=5,即第6项的系数最大.故选B.
2解析:选B.由题意知(1+1)n(3-1)=1 024,即2n+1=1 024,所以n=9.
3解析:选D.由题意可得C=C,所以n=4.
令x=-1,则(3-x)n=(3+1)4=a0-a1+a2-a3+a4=256.所以a0-a1+a2+…+(-1)nan=256.
4解析:选A.由二项式定理,得883+6=(7+1)83+6=783+C×782+…+C×72+C×71+1+6=72×(781+C×780+…+C)+83×7+7=49×(781+C×780+…+C)+49×12=49×(781+C×780+…+C+12),所以883+6被49除所得的余数是0.故选A.
5解析:选CD.方法一:(1+ax+by)n的展开式可以看成n个(1+ax+by)相乘,每个(1+ax+by)中各取1,ax,by中的一个,将其相乘构成展开式的每一项.因为(1+ax+by)n的展开式中不含y的项的系数的绝对值的和为32,所以C+C|a|+C|a|2+…+C|a|n=32,即(1+|a|)n=32,结合四个选项可知a,n的值可能为a=-1,n=5或a=1,n=5.故选CD.
方法二:令y=0,得(1+ax+by)n=(1+ax)n.若a>0,令x=1,则(1+a)n=32,结合选项可知a=1,n=5满足题意,故D正确;若a<0,令x=-1,则(1-a)n=32,结合选项可知a=-1,n=5满足题意,故C正确.故选CD.
6解析:因为(1+)5=C()0+C()1+C()2+C()3+C()4+C()5
=1+5+20+20+20+4=41+29,
由已知可得41+29=a+b,
所以a+b=41+29=70.
答案:70
7解析:令x=1,得a0=-2.
令x=2,得a0+a1+a2+…+a11=0.
所以a1+a2+a3+…+a11=2.
答案:2
8解析:令x=1,可求得a=2n;令x=-1,可求得b=4n,所以+=2n+.设t=2n(n∈N*),则+=t+,t≥2.又函数y=s+在[2,+∞)上单调递增,所以ymin=2+=,即=.
答案:
9解:(1)由题可知,2n=64,解得n=6,
令x=1,得该展开式中各项的系数之和为(2-1)6=1.
(2)记(2x-1)6=a0x6+a1x5+…+a5x+a6.
由(1)知a0+a1+…+a5+a6=1,
令x=-1,可得a0-a1+…-a5+a6=(-3)6=729.
所以该展开式中所有偶数项的系数之和为=-364.
10解:(1)令x=1,则展开式中各项系数的和为(1+3)n=22n.又展开式中二项式系数的和为2n,
所以22n-2n=992,解得n=5.
所以展开式共6项,二项式系数最大的项为第三、四两项,
所以T3=C(x)3(3x2)2=90x6,
T4=C(x)2(3x2)3=270x.
(2)设展开式中第r+1项系数最大,
则Tr+1=C(x)5-r(3x2)r=3rCx,
所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(3rC≥3r-1C,,3rC≥3r+1C)) ≤r≤.又r∈N,所以r=4.
即展开式中第5项系数最大,
T5=C(x)(3x2)4=405x.
11解析:选B.由题意,知(1-3x)2 021=a0+a1x+a2x2+…+a2 021x2 021,令x=0,可得a0=1.令x=,可得a0+++…+=0,所以++…+=-1.故选B.
12解析:选CD.对任意实数x,有(2x-3)9=a0+a1(x-1)+a2(x-1)2+a3(x-1)3+…+a9(x-1)9=[-1+2(x-1)]9,所以a2=-C×22=-144,故A不正确;令x=1,可得a0=-1,故B不正确;令x=2,可得a0+a1+a2+…+a9=1,故C正确;令x=0,可得a0-a1+a2-a3+…-a9=-39,故D正确.故选CD.
13解析:设(1+ax)2(1-x)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5+a6x6+a7x7,令x=1得0=a0+a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7 ①,令x=-1得(1-a)225=a0-a1+a2-a3+a4-a5+a6-a7 ②,②-①得(1-a)225=-2(a1+a3+a5+a7).又a1+a3+a5+a7=-64,所以(1-a)225=128,解得a=3或a=-1(舍去),则(1+3x)2(1-x)5的展开式中x2项的系数为C32+C×3×C(-1)+C×30×C(-1)2=-11.
答案:3 -11
14解析:32 016=91 008=(-1+10)1 008=C(-1)1 008100+C(-1)1 007101+C(-1)1 006102+…+C·(-1)0101 008,展开式中只有第1,2项不能被100整除,故32 016除以100的余数等价于C(-1)1 008100+C(-1)1 007101=-10 079除以100的余数,得21.
答案:21
15解析:选AC.因为a=1+C×2+C×22+C×23+…+C×220=(1+2)20=320=910=(10-1)10=C·1010-C·109+C·108+…-C·10+C,所以a被10除得的余数为1,又2 021,2 011被10除得的余数是1,故选AC.
16解:(1)因为(1+x)n=C+Cx+Cx2+…+Cxn,n≥4,
所以a2=C=,a3=C=,
a4=C=.
因为a=2a2a4,
所以
=2××,
解得n=5.
(2)由(1)知,n=5.
(1+)n=(1+)5
=C+C+C()2+C()3+C()4+C()5
=a+b.
方法一:因为a,b∈N*,所以a=C+3C+9C=76,
b=C+3C+9C=44,
从而a2-3b2=762-3×442=-32.
方法二:(1-)5=C+C(-)+C(-)2+C(-)3+C(-)4+C(-)5=C-C+C()2-C()3+C()4-C()5.
因为a,b∈N*,所以(1-)5=a-b.
因此a2-3b2=(a+b)(a-b)=(1+)5×(1-)5=(-2)5=-32.
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