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期末核心考点 计数原理
一.选择题(共7小题)
1.(2025 宁德三模)已知(x+a)n的展开式中只有第3项的二项式系数最大.若展开式中所有项的系数和为16,则a的值为( )
A.﹣3 B.1 C.﹣1或3 D.﹣3或1
2.(2025 河南模拟)《孙子算经》是中国南北朝时期重要的数学著作,书中的“中国剩余定理”对同余除法进行了深入的研究.现给出一个同余问题:如果a和b被m除得的余数相同,那么称a和b对模m同余,记为a≡b(modm).若a为(4+x)2024的二项展开式中含x项的系数,且a≡b(mod5),则b的值可以是( )
A.203 B.204 C.205 D.206
3.(2025 广东校级模拟)已知,若|a0|+|a1|+|a2|+ +|a2n|=4096,则a3=( )
A.﹣640 B.﹣200 C.﹣160 D.﹣40
4.(2025春 龙岗区校级期中)满足的正整数x等于( )
A.1,5 B.3,﹣7 C.1,3 D.5,﹣7
5.(2025春 深圳校级期中)的展开式中二项式系数最大的项为( )
A.第二项 B.第三项 C.第四项 D.第五项
6.(2025春 薛城区校级期中)用数字1,2,3,4,5组成无重复数字的三位数,其中偶数的个数为( )
A.24 B.30 C.36 D.60
7.(2025春 东城区校级期中)某校合唱团参加红五月合唱比赛,合唱团选出6个人站在第一排,其中甲、乙作为领唱需要站在第一排的正中间,则这6个人的排队方案共有( )
A.24种 B.48种 C.120 D.240种
二.多选题(共3小题)
(多选)8.(2025 太原模拟)若,则( )
A.
B.a0+a1+ +a9=0
C.
D.
(多选)9.(2025春 如皋市期中)已知,若a2=21,则( )
A.n=7 B.a0=128
C. D.
(多选)10.(2025 赣州二模)设(x﹣1)9=a0+a1x+a2x2+…+a9x9,则( )
A.a0=1 B.a1+a2+…+a9=0
C.a4+a5=0 D.a1+a3+a5+a7+a9=256
三.填空题(共3小题)
11.(2025春 龙岗区校级期中)为了促进边疆少数民族地区教育事业的发展,坪山高级中学教育集团选派了3名男教师和2名女教师去支援新疆教育,要求这5名教师被分派到3个学校对口支教,每名教师只去一个学校,每个学校至少安排1名教师,其中2名女教师分派到同一个学校,则不同的分派方法有 种.
12.(2025 河北模拟)(2﹣x2)(1﹣2x)5的展开式中x4的系数为 (用数字作答).
13.(2025 昆明校级模拟)在一个装饰盒中有3个蓝色珠子(编号1、2、3)和3个绿色珠子(编号1、2、3),现取出4个珠子排成一列.如果要求相同颜色的珠子不能相邻,相同编号的珠子也不能相邻,则满足条件的排列方式有 种.
四.解答题(共2小题)
14.(2025春 东城区校级期中)在(2x2)6的展开式中.
(Ⅰ)求各项的二项式系数之和;
(Ⅱ)求第3项的系数;
(Ⅲ)求x3的系数;
(Ⅳ)求常数项;
(Ⅴ)求二项式系数最大的项.
15.(2025春 南岸区期中)在的展开式中,_____.
给出下列条件:①二项式系数和为64;②第三项的二项式系数为15;③只有第4项的二项式系数最大;试在这三个条件中任选一个,补充在上面的横线上,并且完成下列问题:
(1)求n的值,并求出展开式中的常数项;
(2)求展开式中x4的系数.
期末核心考点 计数原理
参考答案与试题解析
一.选择题(共7小题)
1.(2025 宁德三模)已知(x+a)n的展开式中只有第3项的二项式系数最大.若展开式中所有项的系数和为16,则a的值为( )
A.﹣3 B.1 C.﹣1或3 D.﹣3或1
【考点】二项式系数与二项式系数的和.
【专题】整体思想;综合法;二项式定理;运算求解.
【答案】D
【分析】依题意可知展开式有5项,故n=4,再由所有项的系数和为16可列出等式进而求出a.
【解答】解:因为(x+a)n的展开式中只有第3项的二项式系数最大,
故,
解得n=4,
又展开式中所有项的系数和为16,
令x=1,
有(1+a)4=16,
即(1+a)2=4,
解得a=1或a=﹣3.
故选:D.
【点评】本题考查了二项式定理,重点考查了赋值法,属基础题.
2.(2025 河南模拟)《孙子算经》是中国南北朝时期重要的数学著作,书中的“中国剩余定理”对同余除法进行了深入的研究.现给出一个同余问题:如果a和b被m除得的余数相同,那么称a和b对模m同余,记为a≡b(modm).若a为(4+x)2024的二项展开式中含x项的系数,且a≡b(mod5),则b的值可以是( )
A.203 B.204 C.205 D.206
【考点】二项式定理的应用;同余的性质.
【专题】转化思想;综合法;二项式定理;运算求解.
【答案】D
【分析】运用二项式定理算出a=2024×42023,结合42023=5202352022520215202051﹣1,推导出a除以5所得的余数与﹣2024除以5所得的余数相同,进而可得a除以5所得余数为1,结合a≡b(mod5)可知b除以5的余数也是1,由此求出本题答案.
【解答】解:根据题意,(4+x)2024的展开式中含x的项为T2,可得a=2024×42023,
由2024×42023=2024(5﹣1)2023=2024(5202352022520215202051﹣1),
可知2024×42023除以5所得的余数,与﹣2024除以5所得的余数相同,
根据﹣2024=﹣405×5+1,可得2024×42023除以5所得余数为1,
所以a≡b(mod5),可知b除以5的余数也是1,对照各个选项,可知D项符合题意.
故选:D.
【点评】本题主要考查二项式定理及其应用、整数的整除性等知识,考查了计算能力、逻辑推理能力,属于中档题.
3.(2025 广东校级模拟)已知,若|a0|+|a1|+|a2|+ +|a2n|=4096,则a3=( )
A.﹣640 B.﹣200 C.﹣160 D.﹣40
【考点】二项式定理.
【专题】转化思想;综合法;二项式定理;运算求解.
【答案】A
【分析】根据二项展开式的通项判断各项系数的正负,然后利用赋值法求出n=6,运用二项展开式的通项公式算出a3的值.
【解答】解:由(x2﹣x+2)n=[(x2+2)﹣x]n,展开式的第r+1项Tr+1 (x2+2)n﹣r (﹣x)r,0≤r≤n,r∈N,
根据 (x2+2)n﹣r>0,且(x2+2)n﹣r的展开式中x的次数均为偶次,
可得a0,a2,a4, ,a2n为正数,a1,a3,a3, ,a2n﹣1为负数,
由(x2﹣x+2)n=a0+a1x+a2x2+a3x3+ +a2nx2n,
令x=﹣1,可得4n=a0﹣a1+a2﹣a3+ +a2n=|a0|+|a1|+|a2|+|a3|+ +|a2n|=4096,解得n=6,
所以(x2﹣x+2)6=[(x2+2)﹣x]6,其展开式的通项为,0≤r≤6,r∈N,
而(x2+2)6﹣r的展开式的通项为,0≤k≤6﹣r,k∈N,
欲使(x2﹣x+2)6的展开式中x的次数为3,则取r=1,k=4或取r=3,k=3,
可得.
故选:A.
【点评】本题主要考查二项式定理及其应用、有理数指数幂的运算法则等知识,属于中档题.
4.(2025春 龙岗区校级期中)满足的正整数x等于( )
A.1,5 B.3,﹣7 C.1,3 D.5,﹣7
【考点】组合及组合数公式.
【专题】计算题;方程思想;转化思想;综合法;排列组合;运算求解.
【答案】C
【分析】根据题意,由组合数的性质可得,求出x的取值范围,又由x2﹣x=5x﹣5或x2﹣x+5x﹣5=16,解可得答案.
【解答】解:根据题意,,
必有,解可得x≤0或1≤x,
则有x2﹣x=5x﹣5或x2﹣x+5x﹣5=16,
解可得x=1或5或x=3或x=﹣7,
又由x≤0或1≤x,故x=1或x=3.
故选:C.
【点评】本题考查组合数公式,注意组合数公式的性质,属于基础题.
5.(2025春 深圳校级期中)的展开式中二项式系数最大的项为( )
A.第二项 B.第三项 C.第四项 D.第五项
【考点】二项式系数的性质.
【专题】计算题;转化思想;综合法;二项式定理;运算求解.
【答案】C
【分析】根据展开式中二项式系数最大的项是第四项,由通项公式即可求解.
【解答】解:因为展开共有7项,且二项式系数对称分布且先增后减,
故(2x2)6的展开式中,的展开式中,Tk+1项的二项式系数为,
当k=3时,最大,即第四项的二项式系数最大.
故选:C.
【点评】本题考查了二项式定理的应用,注意运用通项公式,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
6.(2025春 薛城区校级期中)用数字1,2,3,4,5组成无重复数字的三位数,其中偶数的个数为( )
A.24 B.30 C.36 D.60
【考点】部分位置的元素有限制的排列问题.
【专题】对应思想;定义法;排列组合;运算求解.
【答案】A
【分析】根据分步乘法计数原理即可求解.
【解答】解:用数字1,2,3,4,5组成无重复数字的三位数,
个位只能是2和4,十位和百位可以从剩下的数字中选择,
故符合条件的偶数有2×4×3=24.
故选:A.
【点评】本题考查分步乘法计数原理,属于基础题.
7.(2025春 东城区校级期中)某校合唱团参加红五月合唱比赛,合唱团选出6个人站在第一排,其中甲、乙作为领唱需要站在第一排的正中间,则这6个人的排队方案共有( )
A.24种 B.48种 C.120 D.240种
【考点】部分位置的元素有限制的排列问题.
【专题】对应思想;定义法;排列组合;运算求解.
【答案】B
【分析】首先让甲、乙在中间位置上排序,然后剩下的4人在其余位置进行全排列即可.
【解答】解:合唱团选出6个人站在第一排,其中甲、乙作为领唱需要站在第一排的正中间,
甲,乙站在正中间,有种排队方案,
其它人随机排列,有种排法,
则这6个人的排队方案共有种.
故选:B.
【点评】本题考查排列组合相关知识,属于中档题.
二.多选题(共3小题)
(多选)8.(2025 太原模拟)若,则( )
A.
B.a0+a1+ +a9=0
C.
D.
【考点】二项式系数的性质.
【专题】对应思想;综合法;二项式定理;运算求解.
【答案】ABD
【分析】A:令x=0即可判断;B:先求出a10,再令x=1,进而可以判断;C:令x=﹣1结合选项B即可求解;D:令x=2即可判断.
【解答】解:A:令x=0,则a,故A正确;
B:由已知可得a101,令x=1,则a0+a1+...+a10=1,所以a0+a1+...+a9=0,故B正确;
C:令x=﹣1,则a0﹣a1+...+a10=310,则2(a0+a2+...+a10)=310+1,故C错误;
D:令x=2,则a20a...+210a10=0,故D正确.
故选:ABD.
【点评】本题考查了二项式定理的应用,考查了学生的运算能力,属于基础题.
(多选)9.(2025春 如皋市期中)已知,若a2=21,则( )
A.n=7 B.a0=128
C. D.
【考点】二项式定理的应用;二项展开式的通项与项的系数.
【专题】转化思想;综合法;导数的概念及应用;二项式定理;运算求解.
【答案】AD
【分析】令x+1=t,将所给等式化简为关于t的二项展开式,根据a2=21列式求出n=7,判断出A项的正误;取t=0求出常数项a0=1,可判断B项的正误;取t=1求出展开式的系数和,可判断C项的正误;在等式的两边求导数,可得7(t+1)6=a1+2a2t+…+7a7t6,然后令t=1求出a1+2a2+…+7a7的值,进而判断出D项的正误.
【解答】解:令x+1=t,则所给等式化简为(t+1)n=a0+a1t+a2t2+…+antn.
根据二项式定理,可得a221,即,解得n=7,故A项正确;
由(t+1)7=a0+a1t+a2t2+…+a7t7,取t=0,得a0=1,可知B项不正确;
取t=1,可得a0+a1+a2+…+a7=27=128,即128≠37,可知C项不正确;
对(t+1)7=a0+a1t+a2t2+…+a7t7两边求导数,可得7(t+1)6=a1+2a2t+…+7a7t6,
取t=1得a1+2a2+…+7a7=7×26=448,即,故D项正确.
故选:AD.
【点评】本题主要考查二项式定理及其应用、导数的运算法则、运用赋值法求系数和等知识,属于中档题.
(多选)10.(2025 赣州二模)设(x﹣1)9=a0+a1x+a2x2+…+a9x9,则( )
A.a0=1 B.a1+a2+…+a9=0
C.a4+a5=0 D.a1+a3+a5+a7+a9=256
【考点】二项式定理的应用.
【专题】对应思想;综合法;二项式定理;运算求解.
【答案】CD
【分析】分别令x=0、x=1、x=﹣1求相关系数或系数和判断A、B、D,应用二项式定理写出通项公式求a4,a5判断C.
【解答】A:令x=0,则,故A错;
B:令x=1,则a0+a1+a2+...+a9=0①,又a0=﹣1,则a1+a2+...+a9=1,故B错;
C:二项式的展开式中含x4的项为,展开式中含x5的项为,
所以,故C正确;
D:令x=﹣1,则②,
①﹣②得2(29,则,故D正确.
故选:CD.
【点评】本题考查了二项式定理的应用,考查了学生的运算求解能力,属于中档题.
三.填空题(共3小题)
11.(2025春 龙岗区校级期中)为了促进边疆少数民族地区教育事业的发展,坪山高级中学教育集团选派了3名男教师和2名女教师去支援新疆教育,要求这5名教师被分派到3个学校对口支教,每名教师只去一个学校,每个学校至少安排1名教师,其中2名女教师分派到同一个学校,则不同的分派方法有 36 种.
【考点】从不同类别人员物品中进行挑选的组合问题.
【专题】对应思想;定义法;排列组合;运算求解.
【答案】36.
【分析】根据2名女教师分派到同一个学校考虑该校是否分配男教师,即可求出答案.
【解答】解:3名男教师和2名女教师去支援新疆教育,要求这5名教师被分派到3个学校对口支教,每名教师只去一个学校,每个学校至少安排1名教师,其中2名女教师分派到同一个学校,
根据题意,分派方案可分为两种情况:
①2名女教师和1名男教师分派到同一个学校,则有种方法.
②2名女教师分派到同一个学校,且该学校没有分配没有男教师,则有:种方法.故一共有:36种分配方法.
故答案为:36.
【点评】本题考查排列组合相关知识,属于中档题.
12.(2025 河北模拟)(2﹣x2)(1﹣2x)5的展开式中x4的系数为 120 (用数字作答).
【考点】二项式定理.
【专题】转化思想;综合法;二项式定理;运算求解.
【答案】120.
【分析】先得到(1﹣2x)5的展开式的通项,得到,,从而得到展开式中含x4的系数为(﹣1)×40+2×80=120.
【解答】解:(1﹣2x)5的展开式的通项公式为,r=0,1,…,5,
当r=2时,,当r=4时,,
多项式的展开式中含x4的系数为(﹣1)×40+2×80=120.
故答案为:120.
【点评】本题考查了二项式定理的应用,属于基础题.
13.(2025 昆明校级模拟)在一个装饰盒中有3个蓝色珠子(编号1、2、3)和3个绿色珠子(编号1、2、3),现取出4个珠子排成一列.如果要求相同颜色的珠子不能相邻,相同编号的珠子也不能相邻,则满足条件的排列方式有 12 种.
【考点】部分位置的元素有限制的排列问题.
【专题】对应思想;定义法;排列组合;运算求解.
【答案】12.
【分析】由排列、组合及简单计数问题,结合分类加法及分步乘法计数原理求解即可.
【解答】由题意可得:取出的4个珠子为2个蓝色珠子,2个绿色珠子,
若排列为蓝绿蓝绿,第一位选蓝珠有3种选择,第二位选绿珠有2种,
第三位选另一蓝珠有1种选择,第4位选另一绿珠,编号与第3位不同有1种选择,共有3×2×1×1=6种,
同理若排列为绿蓝绿蓝,共有6种,
共有12种.
故答案为:12.
【点评】本题考查了排列、组合及简单计数问题,重点考查了分类加法及分步乘法计数原理,属基础题.
四.解答题(共2小题)
14.(2025春 东城区校级期中)在(2x2)6的展开式中.
(Ⅰ)求各项的二项式系数之和;
(Ⅱ)求第3项的系数;
(Ⅲ)求x3的系数;
(Ⅳ)求常数项;
(Ⅴ)求二项式系数最大的项.
【考点】二项式系数与二项式系数的和.
【专题】转化思想;综合法;二项式定理;运算求解.
【答案】(Ⅰ)64;
(Ⅱ)240;
(Ⅲ)160;
(Ⅳ)60;
(Ⅴ)160x3.
【分析】(Ⅰ)根据二项式系数的性质算出答案;
(Ⅱ)求出展开式的通项公式,取r=2求得T3,进而可得第3项的系数;
(Ⅲ)求出展开式的通项公式,然后令x的指数等于3,得出k的值,进而求出x3项的系数;
(Ⅳ)类似于(Ⅲ)的解法,令x的指数等于0,求出k的值,进而求出常数项;
(Ⅴ)根据二项式系数的性质,可得第4项的二项式系数最大,进而求出答案.
【解答】解:(Ⅰ)因为n=6,所以展开式中各项的二项式系数之和等于;
(Ⅱ)由题意得,即第3项的系数为240;
(Ⅲ)根据,r=0,1,2,…,6.
令12﹣3k=3,解得k=3,可得,所以x3的系数为160;
(Ⅳ)由(3)得,令12﹣3k=0,解得k=4,常数项为;
(Ⅴ)由二项式系数的性质,可知二项式系数最大的项为第4项,
由(Ⅲ)得,可知二项式系数最大的项为160x3.
【点评】本题主要考查二项式定理、有理数指数幂的运算法则等知识,属于中档题.
15.(2025春 南岸区期中)在的展开式中,_____.
给出下列条件:①二项式系数和为64;②第三项的二项式系数为15;③只有第4项的二项式系数最大;试在这三个条件中任选一个,补充在上面的横线上,并且完成下列问题:
(1)求n的值,并求出展开式中的常数项;
(2)求展开式中x4的系数.
【考点】二项式定理的应用.
【专题】转化思想;综合法;二项式定理;运算求解.
【答案】(1)选①②③:n=6,常数项为160;(2)72.
【分析】(1)选①:利用二项式系数和公式即可求出n的值,再根据二项式定理即可求出常数项;选②③:利用二项式系数的性质即可求出n的值,再根据二项式定理即可求出常数项;(2)利用(1)的结论代入n的值,再根据二项式定理求出多项式的展开式中含x4的项,进而可以求解.
【解答】解:(1)若选①,则2n=64,解得n=6,此时二项式(x)6的常数项为;
若选②,则,解得n=6,此时二项式(x)6的常数项为;
若选③,则最大,且n为偶数,则n=6,此时二项式(x)6的常数项为;
综上,选①②③:n的值为6,且此时二项式(x)6的常数项为;
(2)由(1)可知n=6,则多项式为(1+x2),
则多项式的展开式中含x4的项为172x4,
所以已知多项式的展开式中x4的系数为72.
【点评】本题考查了二项式定理的应用,涉及到二项式系数的性质,考查了学生的运算求解能力,属于中档题.
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