第六章 章末检测(六) 计数原理(课件 练习)高中数学人教A版(2019)选择性必修 第三册

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名称 第六章 章末检测(六) 计数原理(课件 练习)高中数学人教A版(2019)选择性必修 第三册
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资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2025-08-04 22:38:37

文档简介

章末检测(六) 计数原理
(时间:120分钟 满分:150分)
一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.如图所示,由电键组A、B组成的串联电路中,要接通电源使电灯发光的方法有(  )
A.4种 B.5种
C.6种 D.7种
2.在(a+b)n的展开式中,只有第4项的二项式系数最大,则n=(  )
A.5 B.6
C.7 D.8
3.用数字1,2,3,4,5,6组成无重复数字的三位数,然后由小到大排成一个数列,这个数列的项数为(  )
A.24 B.46
C.48 D.120
4.若=18,则m=(  )
A.9 B.8
C.7 D.6
5.从乒乓球运动员男5名、女6名中组织一场混合双打比赛,不同的组合方法种数为(  )
A. B.
C. D.
6.在(x2+3x+2)5的展开式中x的系数为(  )
A.140 B.240
C.360 D.800
7.对任意的实数x,x6=a0+a1(x-2)1+a2(x-2)2+…+a6(x-2)6,则a2=(  )
A.60 B.120
C.240 D.480
8.定义:两个正整数a,b,若它们除以正整数m所得的余数相等,则称a,b对于模m同余,记作a≡b(modm),比如:35≡25(mod10).已知:n=-10+102-103+…+1010,满足n≡p(mod7),则p可以是(  )
A.26 B.31
C.32 D.37
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9.下列问题属于排列问题的是(  )
A.从10人中选2人分别去种树和扫地
B.从10人中选2人去扫地
C.从班上30名男生中选出5人组成一个篮球队
D.从数字5,6,7,8中任取两个不同的数作幂运算
10.带有编号1,2,3,4,5的五个球,则下列说法正确的是(  )
A.全部投入4个不同的盒子里,共有45种放法
B.放进不同的4个盒子里,每盒至少一个,共有种放法
C.将其中的4个球投入4个盒子里的一个(另一个球不投入),共有·种放法
D.全部投入4个不同的盒子里,没有空盒,共有·种不同的放法
11.二项式(x-)8的展开式中x2的系数是-7,则下列选项正确的是(  )
A.a=
B.展开式中含x6项的系数是-4
C.展开式中含x-1项
D.展开式中常数项为40
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分.把答案填在题中横线上)
12.若=(n∈N*),则n=    .
13.第33届夏季奥运会预计于2024年7月26日至8月11日在法国巴黎举办,这届奥运会将新增电子竞技和冲浪两个竞赛项目以及滑板等5个表演项目.现有三个场地A,B,C分别承担竞赛项目与表演项目比赛,其中电子竞技和冲浪两个
项目仅能由A,B两地承办,且各自承办其中一项.5个表演项目分别由A,B,C三个场地承办,且每个场地至少承办其中一个项目,则不同的安排方法有    种.
14.已知(1+2 024x)50+(2 024-x)50=a0+a1x+a2x2+…+a50x50,其中a0,a1,a2,…,a50∈R,若ak<0,k∈{0,1,2,…,50},则实数k的最大值为    .
四、解答题(本大题共5小题,共77分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(本小题满分13分)已知(-)n的展开式中,第4项和第9项的二项式系数相等.
(1)求n;
(2)求展开式中含x的项的系数.
16.(本小题满分15分)有2名男生和3名女生排队,按下列要求各有多少种排法,依题意列式作答:
(1)若2名男同学不相邻,共有多少种不同的排法;
(2)若2名男同学中间必须有1人,共有多少种不同的排法.
17.(本小题满分15分)在(3x-2y)20的展开式中,求:
(1)二项式系数最大的项;
(2)系数绝对值最大的项.
18.(本小题满分17分)某城市地铁公司为鼓励人们绿色出行,决定按照乘客经过地铁站的数量实施分段优惠政策,不超过12站的地铁票价如下表:
乘坐站数 0<x≤3 3<x≤7 7<x≤12
票价(元) 3 5 7
现有甲、乙两位乘客同时从起点乘坐同一辆地铁,已知他们乘坐地铁都不超过12站,且他们各自在每个站下地铁的可能性是相同的.
(1)若甲、乙两人共付车费8元,则甲、乙下地铁的方案共有多少种?
(2)若甲、乙两人共付车费10元,则甲比乙先下地铁的方案共有多少种?
19.(本小题满分17分)已知f(x)=(1+x)n+1+2(1+x)n+2+…+k(1+x)n+k+…+n(1+x)2n(n∈N*).
(1)当n=3时,求f(x)的展开式中含x3项的系数;
(2)证明:f(x)的展开式中含xn项的系数为(n+1);
(3)定义:ai=a1+a2+…+an,化简:(i+1).
章末检测(六) 计数原理
1.C 要想通电,则需满足电路通畅,则并联电路中,至少有一个键闭合,利用分步乘法计数原理,可得共有2×3=6种方法.故选C.
2.B 因为只有一项二项式系数最大,所以n为偶数,故+1=4,即n=6.
3.D 完成这件事需要分三步:第一步:确定百位数,有6种方法;第二步:确定十位数,有5种方法;第三步:确定个位数,有4种方法.根据分步乘法计数原理,共有6×5×4=120(个)三位数,所以这个数列的项数为120.故选D.
4.D 由=m(m-1)(m-2)(m-3)=18·,且m≥4,m∈N*,得m-3=3,m=6.
5.B 分两步进行:第一步,选出两名男选手,有种方法;第二步,从6名女选手中选出2名且与已选好的男选手配对,有种.故有种.
6.B 由(x2+3x+2)5=(x+1)5(x+2)5,知(x+1)5的展开式中x的系数为,常数项为1,(x+2)5的展开式中x的系数为·24,常数项为25.因此原式中x的系数为·25+·24=240.
7.C ∵x6=[(x-2)+2]6=(x-2)6+(x-2)5·2+(x-2)4·22+(x-2)3·23+(x-2)2·24+(x-2)1·25+·26,∴a2=·24=240.故选C.
8.D 因为n=-10+102-103+…+1010=(1-10)10=(7+2)10,而n=(7+2)10=·710+·79·2+…+·7·29+·210,因此n除以7的余数为·210=1 024除以7的余数2,而26,31,32除以7的余数分别为5,3,4,不符合题意,37除以7的余数为2,即D满足.故选D.
9.AD 对于A,从10人中选2人分别去种树和扫地,选出的2人有分工的不同,是排列问题;对于B,从10人中选2人去扫地,与顺序无关,是组合问题;对于C,从班上30名男生中选出5人组成一个篮球队,与顺序无关,是组合问题;对于D,从数字5,6,7,8中任取两个不同的数作幂运算,顺序不一样,计算结果也不一样,是排列问题.
10.ACD 五个球投入4个不同的盒子里共有45种放法,A选项对,若要放进不同的4个盒子里,每盒至少一个,共有·种放法,B选项错,D选项对,将其中的4个球投入4个盒子里的一个(另一个球不投入),共有·种放法,C选项对,故选A、C、D.
11.AB 二项式(x-)8的展开式的通项公式为Tr+1=x8-r(-)r=(-a)rx8-2r,令8-2r=2,解得r=3,所以展开式中x2的系数(-a)3=-7,解得a=,故A正确;二项式(x-)8即为(x-)8,展开式的通项公式为Tr+1=x8-2r.令8-2r=6,解得r=1,所以展开式中含x6项的系数是-=-4,故B正确;令8-2r=-1,解得r=,不为整数,故展开式中不含x-1项,故C错误;令8-2r=0,解得r=4,所以展开式中常数项为(-)4=,故D错误.故选A、B.
12.4 解析:由题意可知2n+6=n+2或2n+6=20-(n+2),解得n=-4(舍去)或n=4.
13.300 解析:首先电子竞技和冲浪两个项目仅能由A,B两地举办,且各自承办其中一项有=2种安排;再次5个表演项目分别由A,B,C三个场地承办,且每个场地至少承办其中一个项目,则有+=150种,故总数为2×150=300种不同的安排方法.
14.23 解析:因为(1+2 024x)50的展开式中xk的系数为·2 024k,(2 024-x)50的展开式中xk的系数为2 02450-k(-1)k,所以(1+2 024x)50+(2 024-x)50的展开式中xk的系数为2 024k+2 02450-k(-1)k=2 024k[1+2 02450-2k·(-1)k],k=0,1,2,…,50.要使ak<0,则k为奇数,且2 02450-2k>1,所以50-2k>0,则k<25,则k的最大值为23.
15.解:(1)由第4项和第9项的二项式系数相等可得=,解得n=11.
(2)由(1)知,展开式的第r+1项为Tr+1=()11-r(-)r=(-2)r,令=1,得r=3,此时T3+1=(-2)3x=-1 320x.所以展开式中含x的项的系数为-1 320.
16.解:(1)先将3名女生进行排列,有=6种情况,再将2名男生插空,有=12种情况,故2名男同学不相邻,共有6×12=72种排法.
(2)先将两名男生进行排列,有=2种情况,再选出1名女生放在男同学中间,有=3种情况,将两名男同学和这名女同学看成一个整体和剩余的2名女同学进行全排列,共有=6种情况,故若2名男同学中间必须有1人,共有2×3×6=36种排法.
17.解:(1)二项式(3x-2y)20的展开式有21项,展开式的通项为Tk+1=(3x)20-k(-2y)k,
其二项式系数最大的项为第11项,T11=·(3x)10·(-2y)10=·610·x10y10.
(2)设系数绝对值最大的项是第k+1(k∈N*)项,

即解得7≤k≤8,
所以k=8,系数绝对值最大的项为T9=·312·28·x12·y8.
18.解:(1)若甲、乙两人共付车费8元,则其中一人乘坐地铁站数不超过3站,另外一人乘坐地铁站数超过3站且不超过7站,共有=24(种),
故甲、乙下地铁的方案共有24种.
(2)若甲、乙两人共付车费10元,则甲比乙先下地铁的情形有两类:
第一类,甲乘地铁站数不超过3站,乙乘地铁站数超过7站且不超过12站,有=15(种);
第二类,甲、乙两人乘地铁站数都超过3站且不超过7站,记地铁第四站至第七站分别为P4,P5,P6,P7,易知甲比乙先下地铁有以下三种情形:
①甲P4站下,乙下地铁方式有种;②甲P5站下,乙下地铁方式有种;③甲P6站下,乙只能从P7下地铁,共有1种方式,共有++1=6(种),
依据分类加法计数原理,得15+6=21(种),
故甲比乙先下地铁的方案共有21种.
19.解:(1)当n=3时,f(x)=(1+x)4+2(1+x)5+3(1+x)6,
∴f(x)的展开式中含x3项的系数为+2+3=84.
(2)证明:∵f(x)=(1+x)n+1+2(1+x)n+2+…+k(1+x)n+k+…+n(1+x)2n(n∈N*),
故f(x)的展开式中含xn项的系数为+2+3+…+n=+2+3+…+n.
∵k=k=
=(n+1)=(n+1),
(3)(i+1)=2+3+…+n+(n+1),①
(i+1)=(n+1)+n+…+3+2, ②
在①②中分别添加,则得1+(i+1)=+2+3+…+n+(n+1), ③
1+(i+1)=(n+1)+n+…+3+2+, ④
③+④得2(1+(i+1))=(n+2)(+++…++)=(n+2)2n,
∴(i+1)=(n+2)2n-1-1.
1 / 3(共34张PPT)
章末检测(六) 
计数原理
(时间:120分钟 满分:150分)
一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给
出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 如图所示,由电键组A、B组成的串联电路中,要接通电源使电灯
发光的方法有(  )
A. 4种 B. 5种
C. 6种 D. 7种
解析:  要想通电,则需满足电路通畅,则并联电路中,至少有
一个键闭合,利用分步乘法计数原理,可得共有2×3=6种方法.故
选C.
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2. 在(a+b)n的展开式中,只有第4项的二项式系数最大,则n=
(  )
A. 5 B. 6
C. 7 D. 8
解析:  因为只有一项二项式系数最大,所以n为偶数,故 +1
=4,即n=6.
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3. 用数字1,2,3,4,5,6组成无重复数字的三位数,然后由小到大
排成一个数列,这个数列的项数为(  )
A. 24 B. 46
C. 48 D. 120
解析:  完成这件事需要分三步:第一步:确定百位数,有6种
方法;第二步:确定十位数,有5种方法;第三步:确定个位数,
有4种方法.根据分步乘法计数原理,共有6×5×4=120(个)三位
数,所以这个数列的项数为120.故选D.
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4. 若 =18 ,则m=(  )
A. 9 B. 8
C. 7 D. 6
解析:  由 =m(m-1)(m-2)(m-3)=
18· ,且m≥4,m∈N*,得m-3=3,m=6.
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5. 从乒乓球运动员男5名、女6名中组织一场混合双打比赛,不同的组
合方法种数为(  )
A. B.
C. D.
解析:  分两步进行:第一步,选出两名男选手,有 种方法;
第二步,从6名女选手中选出2名且与已选好的男选手配对,有
种.故有 种.
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6. 在(x2+3x+2)5的展开式中x的系数为(  )
A. 140 B. 240
C. 360 D. 800
解析:  由(x2+3x+2)5=(x+1)5(x+2)5,知(x+1)
5的展开式中x的系数为 ,常数项为1,(x+2)5的展开式中x
的系数为 ·24,常数项为25.因此原式中x的系数为 ·25+ ·24
=240.
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7. 对任意的实数x,x6=a0+a1(x-2)1+a2(x-2)2+…+a6
(x-2)6,则a2=(  )
A. 60 B. 120
C. 240 D. 480
解析:  ∵x6=[(x-2)+2]6= (x-2)6+ (x-2)
5·2+ (x-2)4·22+ (x-2)3·23+ (x-2)2·24+
(x-2)1·25+ ·26,∴a2= ·24=240.故选C.
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8. 定义:两个正整数a,b,若它们除以正整数m所得的余数相等,
则称a,b对于模m同余,记作a≡b(modm),比如:35≡25
(mod10).已知:n= - 10+ 102- 103+…+
1010,满足n≡p(mod7),则p可以是(  )
A. 26 B. 31
C. 32 D. 37
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解析:  因为n= - 10+ 102- 103+…+ 1010
=(1-10)10=(7+2)10,而n=(7+2)10= ·710+ ·79·2
+…+ ·7·29+ ·210,因此n除以7的余数为 ·210=1 024除
以7的余数2,而26,31,32除以7的余数分别为5,3,4,不符合题
意,37除以7的余数为2,即D满足.故选D.
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二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给
出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,部分选
对的得部分分,有选错的得0分)
9. 下列问题属于排列问题的是(  )
A. 从10人中选2人分别去种树和扫地
B. 从10人中选2人去扫地
C. 从班上30名男生中选出5人组成一个篮球队
D. 从数字5,6,7,8中任取两个不同的数作幂运算
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解析:  对于A,从10人中选2人分别去种树和扫地,选出的2
人有分工的不同,是排列问题;对于B,从10人中选2人去扫地,
与顺序无关,是组合问题;对于C,从班上30名男生中选出5人组
成一个篮球队,与顺序无关,是组合问题;对于D,从数字5,6,
7,8中任取两个不同的数作幂运算,顺序不一样,计算结果也不一
样,是排列问题.
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10. 带有编号1,2,3,4,5的五个球,则下列说法正确的是(  )
A. 全部投入4个不同的盒子里,共有45种放法
B. 放进不同的4个盒子里,每盒至少一个,共有 种放法
C. 将其中的4个球投入4个盒子里的一个(另一个球不投入),共有 · 种放法
D. 全部投入4个不同的盒子里,没有空盒,共有 · 种不同的放法
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解析:  五个球投入4个不同的盒子里共有45种放法,A选项
对,若要放进不同的4个盒子里,每盒至少一个,共有 · 种放
法,B选项错,D选项对,将其中的4个球投入4个盒子里的一个
(另一个球不投入),共有 · 种放法,C选项对,故选A、
C、D.
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11. 二项式(x- )8的展开式中x2的系数是-7,则下列选项正确的
是(  )
A. a=
B. 展开式中含x6项的系数是-4
C. 展开式中含x-1项
D. 展开式中常数项为40
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解析:  二项式(x- )8的展开式的通项公式为Tr+1=
x8-r(- )r=(-a)r x8-2r,令8-2r=2,解得r=3,所
以展开式中x2的系数(-a)3 =-7,解得a= ,故A正
确;二项式(x- )8即为(x- )8,展开式的通项公式为Tr
+1= x8-2r.令8-2r=6,解得r=1,所以展开式中含
x6项的系数是- =-4,故B正确;令8-2r=-1,解得r
= ,不为整数,故展开式中不含x-1项,故C错误;令8-2r=0,解得r=4,所以展开式中常数项为(- )4 = ,故D错误.故选A、B.
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三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分.把答案填在题中
横线上)
12. 若 = (n∈N*),则n= .
解析:由题意可知2n+6=n+2或2n+6=20-(n+2),解得
n=-4(舍去)或n=4.
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13. 第33届夏季奥运会预计于2024年7月26日至8月11日在法国巴黎举
办,这届奥运会将新增电子竞技和冲浪两个竞赛项目以及滑板等5
个表演项目.现有三个场地A,B,C分别承担竞赛项目与表演项
目比赛,其中电子竞技和冲浪两个项目仅能由A,B两地承办,
且各自承办其中一项.5个表演项目分别由A,B,C三个场地承
办,且每个场地至少承办其中一个项目,则不同的安排方法
有 种.
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解析:首先电子竞技和冲浪两个项目仅能由A,B两地举办,
且各自承办其中一项有 =2种安排;再次5个表演项目分别
由A,B,C三个场地承办,且每个场地至少承办其中一个项
目,则有 + =150种,故总数为2×150=300种
不同的安排方法.
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14. 已知(1+2 024x)50+(2 024-x)50=a0+a1x+a2x2+…+
a50x50,其中a0,a1,a2,…,a50∈R,若ak<0,k∈{0,1,
2,…,50},则实数k的最大值为 .
解析:因为(1+2 024x)50的展开式中xk的系数为 ·2 024k,
(2 024-x)50的展开式中xk的系数为 2 02450-k(-1)k,所
以(1+2 024x)50+(2 024-x)50的展开式中xk的系数为 2
024k+ 2 02450-k(-1)k= 2 024k[1+2 02450-2k·(-1)
k],k=0,1,2,…,50.要使ak<0,则k为奇数,且2 02450-2k
>1,所以50-2k>0,则k<25,则k的最大值为23.
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四、解答题(本大题共5小题,共77分.解答时应写出必要的文字说
明、证明过程或演算步骤)
15. (本小题满分13分)已知( - )n的展开式中,第4项和第9
项的二项式系数相等.
(1)求n;
解: 由第4项和第9项的二项式系数相等可得 =
,解得n=11.
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(2)求展开式中含x的项的系数.
解: 由(1)知,展开式的第r+1项为Tr+1=
( )11-r(- )r=(-2)r ,令 =1,
得r=3,此时T3+1=(-2)3 x=-1 320x.所以展开式
中含x的项的系数为-1 320.
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16. (本小题满分15分)有2名男生和3名女生排队,按下列要求各有
多少种排法,依题意列式作答:
(1)若2名男同学不相邻,共有多少种不同的排法;
解: 先将3名女生进行排列,有 =6种情况,再将2
名男生插空,有 =12种情况,故2名男同学不相邻,共有
6×12=72种排法.
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(2)若2名男同学中间必须有1人,共有多少种不同的排法.
解: 先将两名男生进行排列,有 =2种情况,再选
出1名女生放在男同学中间,有 =3种情况,将两名男同
学和这名女同学看成一个整体和剩余的2名女同学进行全排
列,共有 =6种情况,故若2名男同学中间必须有1人,共
有2×3×6=36种排法.
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17. (本小题满分15分)在(3x-2y)20的展开式中,求:
(1)二项式系数最大的项;
解: 二项式(3x-2y)20的展开式有21项,展开式的
通项为Tk+1= (3x)20-k(-2y)k,
其二项式系数最大的项为第11项,T11= ·(3x)10·(-
2y)10= ·610·x10y10.
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(2)系数绝对值最大的项.
解: 设系数绝对值最大的项是第k+1(k∈N*)项,

即解得7 ≤k≤8 ,
所以k=8,系数绝对值最大的项为T9= ·312·28·x12·y8.
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18. (本小题满分17分)某城市地铁公司为鼓励人们绿色出行,决定
按照乘客经过地铁站的数量实施分段优惠政策,不超过12站的地
铁票价如下表:
乘坐站数 0<x≤3 3<x≤7 7<x≤12
票价(元) 3 5 7
现有甲、乙两位乘客同时从起点乘坐同一辆地铁,已知他们乘
坐地铁都不超过12站,且他们各自在每个站下地铁的可能性是
相同的.
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(1)若甲、乙两人共付车费8元,则甲、乙下地铁的方案共有多
少种?
解: 若甲、乙两人共付车费8元,则其中一人乘坐地铁
站数不超过3站,另外一人乘坐地铁站数超过3站且不超过7
站,共有 =24(种),
故甲、乙下地铁的方案共有24种.
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(2)若甲、乙两人共付车费10元,则甲比乙先下地铁的方案共有
多少种?
解: 若甲、乙两人共付车费10元,则甲比乙先下地铁的情形有两类:
第一类,甲乘地铁站数不超过3站,乙乘地铁站数超过7站且不超过12站,有 =15(种);
第二类,甲、乙两人乘地铁站数都超过3站且不超过7站,记地铁第四站至第七站分别为P4,P5,P6,P7,易知甲比乙先下地铁有以下三种情形:
①甲P4站下,乙下地铁方式有 种;②甲P5站下,乙下地铁方式有 种;③甲P6站下,乙只能从P7下地铁,共有1种方式,共有 + +1=6(种),
依据分类加法计数原理,得15+6=21(种),故甲比乙先下地铁的方案共有21种.
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19. (本小题满分17分)已知f(x)=(1+x)n+1+2(1+x)n+2
+…+k(1+x)n+k+…+n(1+x)2n(n∈N*).
(1)当n=3时,求f(x)的展开式中含x3项的系数;
解: 当n=3时,f(x)=(1+x)4+2(1+x)5+3
(1+x)6,
∴f(x)的展开式中含x3项的系数为 +2 +3 =84.
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(2)证明:f(x)的展开式中含xn项的系数为(n+1) ;
解: 证明:∵f(x)=(1+x)n+1+2(1+x)n+2
+…+k(1+x)n+k+…+n(1+x)2n(n∈N*),
故f(x)的展开式中含xn项的系数为 +2 +3
+…+n = +2 +3 +…+n .
∵k =k =
=(n+1) =(n+1) ,


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(3)定义: ai=a1+a2+…+an,化简: (i+1) .
解: (i+1) =2 +3 +…+n +(n
+1) , ①
(i+1) =(n+1) +n +…+3 +
2 , ②
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在①②中分别添加 ,则得1+ (i+1) = +2
+3 +…+n +(n+1) , ③
1+ (i+1) =(n+1) +n +…+3 +
2 + , ④
③+④得2(1+ (i+1) )=(n+2)( + +
+…+ + )=(n+2)2n,
∴ (i+1) =(n+2)2n-1-1.
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谢 谢 观 看!