两个计数原理及其简单应用
[A组 学业达标]
1.从A地到B地,可乘汽车、火车、轮船三种交通工具,如果一天内汽车发3次,火车发4次,轮船发2次,那么一天内乘坐这三种交通工具的不同走法为( )
A.1+1+1=3
B.3+4+2=9
C.3×4×2=24
D.以上都不对
解析:分三类:第一类,乘汽车,从3次中选1次有3种走法;第二类,乘火车,从4次中选1次有4种走法;第三类乘轮船,从2次中选1次有2种走法.所以,共有3+4+2=9(种)不同的走法.
答案:B
2.现有3名老师、8名男学生和5名女学生共16人.若需1名老师和1名学生参加评选会议,则不同的选法种数为( )
A.39
B.24
C.15
D.16
解析:先从3名老师中任选1名,有3种选法,再从13名学生中任选1名,有13种选法.由分步乘法计数原理知,不同的选法种数为3×13=39.
答案:A
3.现有4件不同款式的上衣和3条不同颜色的长裤,如果一条长裤与一件上衣配成一套,则不同的配法种数为( )
A.7
B.12
C.64
D.81
解析:分两步:第一步选上衣,有4种不同的选法.第二步选长裤,有3种不同的选法.故共有4×3=12种不同的配法.故选B.
答案:B
4.已知x∈{2,3,7},y∈{-31,-24,4},则(x,y)可表示不同的点的个数是( )
A.1
B.3
C.6
D.9
解析:这件事可分为两步完成:第一步,在集合{2,3,7}中任取一个值x有3种方法;第二步,在集合{-31,-24,4}中任取一个值y有3种方法.根据分步乘法计数原理知,有3×3=9个不同的点.
答案:D
5.某班小张等4位同学报名参加A,B,C三个课外活动小组,每位同学限报其中一个小组,且小张不能报A小组,则不同的报名方法有( )
A.27种
B.36种
C.54种
D.81种
解析:小张的报名方法有2种,其他3位同学各有3种,所以由分步乘法计数原理知,共有2×3×3×3=54(种)不同的报名方法,选C.
答案:C
6.从集合{0,1,2,3,4,5,6}中任取两个互不相等的数a,b组成复数a+bi,其中虚数有________个.
解析:第一步取b的数,有6种方法,第二步取a的数,也有6种方法,根据分步乘法计数原理,共有6×6=36(个).
答案:36
7.4名学生参加跳高、跳远、游泳比赛,4人都来争夺这三项冠军,则冠军分配的种数有________.
解析:本题中要完成的一件事:“将比赛的各项冠军逐一分配给4名参赛学生”.∵跳高冠军的分配有4种不同的方法,跳远冠军的分配有4种不同的方法,游泳冠军的分配有4种不同的方法,∴根据分步乘法计数原理,冠军的分配方法有4×4×4=64(种).
答案:64
8.从-1,0,1,2这四个数中选三个不同的数作为函数f(x)=ax2+bx+c的各项的系数,可组成不同的二次函数共有________个,其中不同的偶函数共有________个.(用数字作答)
解析:一个二次函数对应着a,b,c(a≠0)的一组取值,a的取法有3种,b的取法有3种,c的取法有2种,由分步乘法计数原理知,共有二次函数的个数为3×3×2=18.其中不同的偶函数的个数为3×2=6.
答案:18 6
9.某商店有甲型号电视机10台,乙型号电视机8台,丙型号电视机12台,从这三种型号的电视机中各选一台检验,有多少种不同的选法.
解析:完成从这三种型号的电视机中各选一台检验可分三步完成,
第一步:从甲型号中选一台,有10种不同的选法;
第二步:从乙型号中选一台,有8种不同的选法;
第三步:从丙型号中选一台,有12种不同的选法.
根据分步乘法计数原理,有10×8×12=960种,因此共有960种不同选法.
10.已知集合A={2,4,6,8,10},B={1,3,5,7,9},在A中任取一元素m和在B中任取一元素n,组成数对(m,n),问:(1)有多少个不同的数对?
(2)其中所取两数m>n的数对有多少个?
解析:(1)因为集合A={2,4,6,8,10},B={1,3,5,7,9},在A中任取一元素m和在B中任取一元素n,组成数对(m,n),先选出m有5种结果,再选出n有5种结果,根据分步乘法计数原理知共有5×5=25个不同的数对.
(2)在(1)中的25个数对中所取两数m>n的数对可以分类来解,当m=2时,n=1,有1种结果;当m=4时,n=1,3,有2种结果;当m=6时,n=1,3,5,有3种结果;当m=8时,n=1,3,5,7,有4种结果;当m=10时,n=1,3,5,7,9,有5种结果.综上所述共有1+2+3+4+5=15种结果.
[B组 能力提升]
11.将3个不同的小球放入4个盒子中,则不同放法种数有( )
A.81
B.64
C.14
D.12
解析:对于第一个小球有4种不同的放法,
第二个小球也有4种不同的放法,
第三个小球也有4种不同的放法,
即每个小球都有4种可能的放法,
根据分步乘法计数原理知共有4×4×4=64种放法.
答案:B
12.如图,小明从街道的E处出发,先到F处与小红会合,再一起到位于G处的老年公寓参加志愿者活动,则小明到老年公寓可以选择的最短路径条数为( )
A.24
B.18
C.12
D.9
解析:由题意可知E→F有6种走法,F→G有3种走法,由分步乘法计数原理知,共6×3=18种走法.
答案:B
13.用数字1,2组成一个四位数,则数字1,2都出现的四位偶数有________个.
解析:分三类:第一类:3个1,1个2即为1
112,有1个.
第二类:3个2,1个1,即为2
212,2
122,1
222,有3个.
第三类:2个2,2个1,即1
122,1
212,2
112,有3个.
故共有3+3+1=7个.
答案:7
14.某运动会上,8名男运动员参加100米决赛.其中甲、乙、丙三人必须在1,2,3,4,5,6,7,8八条跑道的奇数号跑道上,则安排这8名运动员比赛的方式共有________种.
解析:分两步安排这8名运动员.
第一步:安排甲、乙、丙三人,共有1,3,5,7四条跑道可安排,共有4×3×2=24种方法;
第二步:安排另外5人,可在2,4,6,8及余下的一条奇数号跑道安排,共有5×4×3×2×1=120种方法.
所以安排这8人的方式共有24×120=2
880种.
答案:2
880
15.已知集合M={1,-2,3},N={-4,5,6,-7},从两个集合中各取一个元素作为点的坐标,在平面直角坐标系中,求第一、第二象限内不同点的个数.
解析:此问题可分为两类:①以集合M中的元素作为横坐标,集合N中的元素作为纵坐标,在集合M中任取一个元素的方法有3种,要使所取的点在第一、第二象限内,则在集合N中只能取5,6两个元素中的一个,方法有2种,根据分步乘法计数原理,有3×2=6(个);②以集合N中的元素作为横坐标,集合M中的元素作为纵坐标,在集合N中任取一个元素的方法有4种,要使所取的点在第一、第二象限内,则在集合M中只能取1,3两个元素中的一个,方法有2种,根据分步乘法计数原理,有4×2=8(个).综合①②,由分类加法计数原理知,共有6+8=14(个).
16.标号为A,B,C的三个口袋,A袋中有1个红色小球,B袋中有2个不同的白色小球,C袋中有3个不同的黄色小球,现从中取出2个小球.
(1)若取出的两个球的颜色不同,有多少种取法?
(2)若取出的两个小球颜色相同,有多少种取法?
解析:(1)若两个球颜色不同,则应在A,B袋中各取1个,或A,C袋中各取1个,若B,C袋中各取1个,共有1×2+1×3+2×3=11种取法.
(2)若两个球颜色相同,则应在B袋中取出两个,或在C袋中取出两个,共有1+3=4种取法.
PAGE第2课时
两个计数原理的综合应用
[A组 学业达标]
1.由数字1,2,3组成的无重复数字的整数中,偶数的个数为( )
A.15
B.12
C.10
D.5
解析:分三类,第一类组成一位整数,偶数有1个;第二类组成两位整数,其中偶数有2个;第三类组成3位整数,其中偶数有2个.由分类加法计数原理知共有偶数5个.
答案:D
2.已知函数y=ax2+bx+c为二次函数,其中a,b,c∈{0,1,2,3,4},则不同的二次函数的个数为( )
A.125
B.15
C.100
D.10
解析:若y=ax2+bx+c为二次函数,则a≠0,要完成该事件,需分步进行:
第一步,对于系数a有4种不同的选法;
第二步,对于系数b有5种不同的选法;
第三步,对于系数c有5种不同的选法.
由分步乘法计数原理知,共有4×5×5=100(个).
答案:C
3.若三角形的三边长均为正整数,其中一边长为4,另外两边长分别为b,c,且满足b≤4≤c,则这样的三角形有( )
A.10个
B.14个
C.15个
D.21个
解析:当b=1时,c=4;当b=2时,c=4,5;当b=3时,c=4,5,6;当b=4时,c=4,5,6,7.故共有10个这样的三角形.
答案:A
4.把椅子摆成一排,3人随机就座,任何两人不相邻的坐法种数为( )
A.144
B.120
C.72
D.24
解析:摆好的3个座位共有4个空隙供3人(不妨记为甲、乙、丙)选择就座,因此,可分三步:甲从4个空隙中任选一个空隙,有4种不同的选择;乙从余下的3个空隙中任选一个空隙,有3种不同的选择;丙从余下的2个空隙中任选一个空隙,有2种不同的选择.根据分步计数原理,任何两人不相邻的坐法种数为4×3×2=24.故选D.
答案:D
5.将一个四棱锥的每个顶点染上一种颜色,并使同一条棱的两个端点异色,若只有4种颜色可供使用,则不同的染色方法共有( )
A.48种
B.72种
C.96种
D.108种
解析:①用四色时
AC同色或BD同色.
当AC同色时.
AC有4种涂色方法.
B有3种涂色方法.
P有2种涂色方法.
D有1种涂色方法.
共有4×3×2×1=24种不同的涂色方法.
同理当BD同色时也有24种不同的涂色方法.
②用三色时
AC同色且BD同色
AC有4种涂色方法
BD有3种涂色方法
P有2种涂色方法
共有4×3×2=24种不同的涂色方法
综上所述,共有24+24+24=72种不同的涂色方法.
答案:B
6.如图所示为一电路图,则从A到B共有________条不同的单支线路可通电.
解析:按上、中、下三条线路可分为三类:上线路中有3条,中线路中有1条,下线路中有2×2=4(条).根据分类加法计数原理,共有3+1+4=8(条).
答案:8
7.4名同学分别报名参加学校的足球队、篮球队、乒乓球队,每人限报其中的一个运动队,则不同的报法有________种.
解析:由于每个同学报哪个运动队没有限制,因此,每个同学都有3种报名方法,4个同学全部选完,才算完成这件事,故共有3×3×3×3=81种不同的报法.
答案:81
8.两人进行乒乓球比赛,采取五局三胜制,即先赢三局者获胜,决出胜负为止,则所有可能出现的情形(各人输赢局次的不同视为不同情形)共有________种.
解析:由题意知,比赛局数最少为3局,至多为5局.当比赛局数为3局时,情形为甲或乙连赢3局,共2种;当比赛局数为4局时,若甲赢,则前3局中甲赢2局,最后一局甲赢,共有3种情形;同理,若乙赢,则也有3种情形,所以共有6种情形;当比赛局数为5局时,前4局,甲、乙双方各赢2局,最后一局胜出的人赢,若甲前4局赢2局,共有赢取第1、2局,1、3局,1、4局,2、3局,2、4局,3、4局六种情形,所以比赛局数为5局时共有2×6=12(种),综上可知,共有2+6+12=20(种).
答案:20
9.某文艺小组有20人,其中会唱歌的有14人,会跳舞的有10人,从中选出会唱歌与会跳舞的各1人参加演出,且既会唱歌又会跳舞的至多选1人,有多少种不同的选法?
解析:第1类,首先从只会唱歌的10人中选出1人,有10种不同的选法,从会跳舞的10人中选出1人,有10种不同的选法,共有10×10=100种不同的选法;第2类,从既会唱歌又会跳舞的4人中选1人,再从只会跳舞的6人中选1人,共有4×6=24种不同的选法.所以一共有100+24=124种不同的选法.
10.将3种作物种植在如图所示的5块试验田里,每块种植一种作物且相邻的试验田不能种植同一种作物,有多少不同的种植方法.
解析:分别用a,b,c代表3种作物,先安排第一块田,有3种方法,不妨设放入a,再安排第二块田,有2种方法b或c,不妨设放入b,第三块也有2种方法a或c.
(1)若第三块田放c:
a
b
c
第四、五块田分别有2种方法,共有2×2=4(种)方法.
(2)若第三块田放a:
a
b
a
第四块有b或c
2种方法:
①若第四块放c:
a
b
a
c
第五块有2种方法;
②若第四块放b:
a
b
a
b
第五块只能种作物c,共1种方法.
综上,共有3×2×(2×2+2+1)=42(种)方法.
[B组 能力提升]
11.用0,1,2,3,4,5六个数字组成无重复数字的四位数,比3
542大的四位数的个数是( )
A.360
B.240
C.120
D.60
解析:因为3
542是能排出的四位数中千位为3的最大的数,所以比3
542大的四位数是千位只能是4或5,所以共有2×5×4×3=120个比3
542大的四位数.
答案:C
12.4位同学参加某种形式的竞赛,竞赛规定:每位同学必须从甲、乙两道题中任选一题作答,答对甲题得100分,答错得-100分;答对乙题得90分,答错得-90分.若4位同学的总得分为0,则这4位同学不同的得分情况的种数是( )
A.48
B.36
C.24
D.18
解析:分两类:第一类,都选甲题,则两人正确两人错误,所有可能的情况有6种;第二类,都选乙题,则两人正确两人错误,所有可能的情况有6种;第三种,若两人选甲题,两人选乙题,并且一对一错,则所有的情况有6×2×2=24(种).综上,这4位同学不同的得分情况的种数为6+6+24=36.
答案:B
13.成都市的出租车车牌号规定为“川A·T××××”的格式,其中后四位为数字,那么成都市最多可以有________辆出租车.
解析:后面四位每一位都可以在0~9这10个数字中任选1个数,且可以重复,故一共可以组成10×10×10×10=104个车牌号,即最多有104辆出租车.
答案:104
14.用6种不同颜色为如图所示的广告牌着色,要求在A,B,C,D四个区域中相邻(有公共边的)区域不用同一种颜色,求共有多少种不同的着色方法?
解析:法一:分类:
第一类,A,D涂同色,有6×5×4=120种涂法,(用三色)
第二类,A,D涂异色,有6×5×4×3=360种涂法,(用四色)
共有120+360=480种涂法.
法二:分步:先涂B区,有6种涂法,再涂C区,有5种涂法,最后涂A,D区域,各有4种涂法,
所以共有6×5×4×4=480种涂法.
15.用0,1,2,3,4,5可以组成多少个无重复数字且比2
000大的四位偶数?
解析:完成这件事可分为三类:
第一类是个位数字为0的比2
000大的四位偶数,可以分三步完成:
第一步,选取千位上的数字,只有2,3,4,5可以选择,有4种选法;
第二步,选取百位上的数字,除0和千位上已选定的数字以外,还有4个数字可以选择,有4种选法;
第三步,选取十位上的数字,有3种选法.
由分步乘法计数原理知,这类数的个数为4×4×3=48.
第二类是个位数字为2的比2
000大的四位偶数,可以分三步完成:
第一步,选取千位上的数字,除去2,1,0只有3个数字可以选择,有3种选法;第二步,选取百位上的数字,在去掉已经确定的首尾2个数字之后,还有4个数字可以选择,有4种选法;
第三步,选取十位上的数字,有3种选法.
由分步乘法计数原理知,这类数的个数为3×4×3=36.
第三类是个位数字为4的比2
000大的四位偶数,其方法步骤同第二类.
对以上三类用分类加法计数原理,得所求无重复数字且比2
000大的四位偶数有48+36+36=120(个).
PAGE第1课时
排列与排列数公式
[A组 学业达标]
1.4·5·6·…·(n-1)·n等于( )
A.A
B.A
C.n!-4!
D.A
解析:因为A=n(n-1)(n-2)…(n-m+1),所以A=n(n-1)(n-2)…[n-(n-3)+1]=n·(n-1)·(n-2)·…·6·5·4.
答案:D
2.将5本不同的数学用书放在同一层书架上,则不同的放法有( )
A.50种
B.60种
C.120种
D.90种
解析:5本书进行全排列,A=120种.
答案:C
3.有5名同学被安排在周一至周五值日,已知同学甲只能在周一值日,那么5名同学值日顺序的编排方案共有( )
A.12种
B.24种
C.48种
D.120种
解析:∵同学甲只能在周一值日,∴除同学甲外的4名同学将在周二至周五值日,∴5名同学值日顺序的编排方案共有A=24(种).
答案:B
4.已知A-A=10,则n的值为( )
A.4
B.5
C.6
D.7
解析:因为A-A=10,则(n+1)n-n(n-1)=10,整理得2n=10,即n=5.
答案:B
5.从1,3,5,7,9这五个数中,每次取出两个不同的数分别记为a,b,共可得到lg
a-lg
b的不同值的个数是( )
A.9
B.10
C.18
D.20
解析:lg
a-lg
b=lg,从1,3,5,7,9中任取两个数分别记为a,b,共有A=20种,其中lg
=lg
,lg
=lg
,故其可得到18种结果.
答案:C
6.计算=________.
解析:因为A=7×6×A,A=6×A,
所以原式==36.
答案:36
7.某高三毕业班有40人,同学之间两两彼此给对方仅写一条毕业留言,那么全班共写了________条毕业留言.(用数字作答)
解析:根据题意,得A=1
560,故全班共写了1
560条毕业留言.
答案:1
560
8.8种不同的菜种,任选4种种在不同土质的4块地上,有________种不同的种法.(用数字作答)
解析:将4块不同土质的地看作4个不同的位置,从8种不同的菜种中任选4种种在4块不同土质的地上,则本题即为从8个不同元素中任选4个元素的排列问题.所以不同的种法共有A=8×7×6×5=1
680(种).
答案:1
680
9.某信号兵用红、黄、蓝3面旗从上到下挂在竖直的旗杆上表示信号,每次可以任挂1面、2面或3面,并且不同的顺序表示不同的信号,则一共可以表示多少种不同的信号.
解析:第1类,挂1面旗表示信号,有A种不同方法;
第2类,挂2面旗表示信号,有A种不同方法;
第3类,挂3面旗表示信号,有A种不同方法.
根据分类加法计数原理,可以表示的信号共有A+A+A=3+3×2+3×2×1=15(种).
10.一条铁路线原有n个车站,为了适应客运需要,新增加了2个车站,客运车票增加了58种,问原有多少个车站?现有多少车站?
解析:由题意可知,原有车票的种数是A种,现有车票的种数是A种,∴A-A=58,
即(n+2)(n+1)-n(n-1)=58.
解得n=14.
故原有14个车站,现有16个车站.
[B组 能力提升]
11.将3张不同的电影票全部分给10个人,每人至多一张,则不同的分法种数是( )
A.1
260
B.120
C.240
D.720
解析:相当于3个元素安排在10个位置上,共有A=720种分法,故选D.
答案:D
12.下列各式中与排列数A相等的是( )
A.
B.n(n-1)(n-2)…(n-m)
C.
D.AA
解析:∵A=,而A·A=n·=,∴A=A·A.
答案:D
13.满足不等式>12的n的最小值为________.
解析:由排列数公式得>12,即(n-5)(n-6)>12,解得n>9或n<2.又n≥7,所以n>9,
又n∈N
,所以n的最小值为10.
答案:10
14.四张卡片上分别标有数字“2”“0”“1”“1”,则由这四张卡片可组成不同的四位数的个数为________.
解析:这四张卡片可组成的四位数是
2011、2101、2110、1021、1012、1102、1120、1201、1210共9个.
答案:9
15.根据要求完成下列各题.
(1)计算:;
(2)解方程
:3A=4A.
解析:(1)原式=====.
(2)由排列数公式,原方程可化为3×=4×,
化简得3=,
即x2-19x+78=0,解得x1=6,x2=13.
因为x≤8,所以原方程的解是x=6.
16.(1)求由1,2,3,4这四个数字组成的首位数字是1,且恰有三个相同数字的四位数的个数.
(2)从0,1,2,3这四个数字中,每次取出3个不同的数字排成一个三位数,写出其中大于200的所有三位数.
解析:(1)本题要求首位数字是1,且恰有三个相同的数字,用树形图表示为:
由此可知共有12个.
(2)大于200的三位数的首位是2或3,于是大于200的三位数有:201,203,210,213,230,231,301,302,310,312,320,321.
PAGE第2课时
排列的综合应用
[A组 学业达标]
1.A,B,C,D,E五人并排站成一排,如果A,B必须相邻且B在A的右边,那么不同的排法有( )
A.60种
B.48种
C.36种
D.24种
解析:把A,B视为一人,且B排在A的右边,则本题相当于4人的全排列,故有A=24种排法.
答案:D
2.六个人从左至右排成一行,最左端只能排甲或乙,最右端不能排甲,则不同的排法共有( )
A.192种
B.216种
C.240种
D.288种
解析:根据甲、乙的位置要求分类解决,分两类.
第一类,甲在最左端,有A=5×4×3×2×1=120(种)方法;
第二类,乙在最左端,有4A=4×4×3×2×1=96(种)方法.
所以共有120+96=216(种)方法.
答案:B
3.5名男生与5名女生排成一排,男生甲与男生乙之间有且只有2名女生,且女生不排在两端,这样的排列种数为( )
A.5
760
B.57
600
C.2
880
D.28
800
解析:先选2名女生放在男生甲与男生乙之间,并捆绑在一起看作一个大元素,从大元素和另外的3名男生中选2个排在两端,剩下的和女生全排列,故有A·A·A·A=57
600(种)排法.故选B.
答案:B
4.用数字0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数,其中比40
000大的偶数共有( )
A.144个
B.120个
C.96个
D.72个
解析:当五位数的万位为4时,个位可以是0,2,此时满足条件的偶数共有2A=48(个);当五位数的万位为5时,个位可以是0,2,4,此时满足条件的偶数共有3A=72(个).所以比40
000大的偶数共有48+72=120(个).
答案:B
5.我国第一艘航母“辽宁舰”在某次舰载机起降飞行训练中,有5架歼?15飞机准备着舰.如果甲、乙两机必须相邻着舰,而丙、丁两机不能相邻着舰,那么不同的着舰方法有( )
A.12种
B.18种
C.24种
D.48种
解析:把甲、乙看作1个元素和另一飞机全排列,调整甲、乙,共有A·A种方法,再把丙、丁插入到刚才“两个”元素排列产生的3个空位中,有A种方法,由分步乘法计数原理可得总的方法种数为A·A·A=24.
答案:C
6.把5件不同产品摆成一排.若产品A与产品B相邻,且产品A与产品C不相邻,则不同的摆法有________种.
解析:先将A,B捆绑在一起,有A种摆法,再将它们与其他3件产品全排列,有A种摆法,共有AA种摆法.而A,B,C这3件产品在一起,且A,B相邻,A,C相邻有2A种摆法.故A,B相邻,A,C不相邻的摆法有AA-2A=36(种).
答案:36
7.从班委会的5名成员中选出3名分别担任班级学习委员、文娱委员与体育委员,其中甲、乙二人不能担任文娱委员,则不同的选法共有________种.(用数字作答)
解析:文娱委员有3种选法,则安排学习委员、体育委员有A=12种方法.由分步乘法计数原理知,共有3×12=36种选法.
答案:36
8.将序号分别为1,2,3,4,5的5张参观券全部分给4人,每人至少1张,如果分给同一人的2张参观券连号,那么不同的分法种数是________.
解析:5张参观券全部分给4人,分给同一人的2张参观券连号,方法数为:1和2,2和3,3和4,4和5,四种连号,其他号码各为一组,分给4人,共有4×A=96(种).
答案:96
9.分别求出符合下列要求的不同排法的种数.
(1)6名学生排3排,前排1人,中排2人,后排3人;
(2)6名学生排成一排,甲不在排头也不在排尾;
(3)6人排成一排,甲、乙不相邻.
解析:(1)分排与直排一一对应,故排法种数为A=720.
(2)甲不能排头尾,让受特殊限制的甲先选位置,有A种选法,然后其他5人排,有A种排法,故排法种数为AA=480.
(3)甲、乙不相邻,第一步除甲、乙外的其余4人先排好;第二步,甲、乙在已排好的4人的左、右及之间的空位中排,共有AA=480(种)排法.
10.7名班委中有A,B,C三人,有7种不同的职务,现对7名班委进行职务具体分工.
(1)若正、副班长两职只能从A,B,C三人中选两人担任,有多少种分工方案?
(2)若正、副班长两职至少要选A,B,C三人中的一人担任,有多少种分工方案?
解析:(1)先排正、副班长有A种方法,再安排其余职务有A种方法,依分步乘法计数原理,知共有AA=720(种)分工方案.
(2)7人中任意分工方案有A种,A,B,C三人中无一人任正、副班长的分工方案有AA,因此A,B,C三人中至少有一人任正、副班长的方案有A-AA=3
600(种).
[B组 能力提升]
11.用数字1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数,其中奇数的个数为( )
A.24
B.48
C.60
D.72
解析:第一步,先排个位,有A种选择;
第二步,排前4位,有A种选择.
由分步乘法计数原理,知有A·A=72(个).
答案:D
12.航天员在进行一项太空实验时,先后要实施6个程序,其中程序B和C都与程序D不相邻,则实验顺序的编排方法共有( )
A.216种
B.288种
C.180种
D.144种
解析:当B,C相邻,且与D不相邻时,有AAA=144种方法;当B,C不相邻,且都与D不相邻时,有AA=144种方法,故共有288种编排方法.
答案:B
13.将A,B,C,D,E,F六个字母排成一排,且A,B均在C的同侧,则不同的排法共有________种(用数字作答).
解析:按C的位置分类,在左1,左2,左3,或者在右1,右2,右3,因为左右是对称的,所以只看左的情况最后乘以2即可.当C在左边第1个位置时,有A种,当C在左边第2个位置时有A·A种,当C在左边第3个位置时,有A·A+A·A种.这三种情况的和为240种,乘以2得480.则不同的排法共有480种.
答案:480
14.在某艺术馆中展出5件艺术作品,其中不同的书法作品2件,不同的绘画作品2件,标志性建筑设计1件,在展台上将这5件作品排成一排,要求2件书法作品必须相邻,2件绘画作品不能相邻,则展出这5件作品的不同方案有________种.
解析:把2件书法作品当作一个元素,与其他3件艺术品进行全排列,有2A=48种方案.其中,2件绘画作品相邻,有2×2A=24种方案,则该艺术馆展出这5件作品的不同方案有48-24=24种.
答案:24
15.某次文艺晚会上共演出8个节目,其中2个唱歌、3个舞蹈、3个曲艺节目,求分别满足下列条件的节目编排方法有多少种?
(1)一个唱歌节目开头,另一个放在最后压台;
(2)2个唱歌节目互不相邻;
(3)2个唱歌节目相邻且3个舞蹈节目不相邻.
解析:(1)先排唱歌节目有A种排法,再排其他节目有A种排法,所以共有A·A=1
440种排法.
(2)先排3个舞蹈节目,3个曲艺节目有A种排法,再从其中7个空(包括两端)中选2个排唱歌节目,有A种插入方法,所以共有A·A=30
240种排法.
(3)把2个相邻的唱歌节目看作一个元素,与3个曲艺节目排列共A种排法,再将3个舞蹈节目插入,共有A种插入方法,最后将2个唱歌节目互换位置,有A种排法,故所求排法共有A·A·A=2
880种排法.
16.从1到9这9个数字中取出不同的5个数进行排列.问:
(1)奇数的位置上是奇数的有多少种排法?
(2)取出的奇数必须排在奇数位置上有多少种排法?
解析:(1)奇数共5个,奇数位置共有3个;偶数共有4个,偶数位置有2个.第一步先在奇数位置上排上奇数共有A种排法;第二步再排偶数位置,有4个偶数和余下的2个奇数可以排,排法为A种,由分步乘法计数原理知,排法种数为A·A=1
800.
(2)因为偶数位置上不能排奇数,故先排偶数位,排法为A种,余下的2个偶数与5个奇数全可排在奇数位置上,排法为A种,由分步乘法计数原理知,排法种数为A·A=2
520种.
PAGE第1课时
组合与组合数公式
[A组 学业达标]
1.给出下列问题:
①从甲、乙、丙3名同学中选出2名分别去参加两个乡镇的社会调查,有多少种不同的选法?
②有4张电影票,要在7人中确定4人去观看,有多少种不同的选法?
③某人射击8枪,击中4枪,且命中的4枪均为2枪连中,则不同的结果有多少种?
其中属于组合问题的个数为( )
A.0
B.1
C.2
D.3
解析:①与顺序有关,是排列问题;②③均与顺序无关,是组合问题.
答案:C
2.计算:C+C+C=( )
A.120
B.240
C.60
D.480
解析:C+C+C=++=120.
答案:A
3.某校开设A类选修课3门,B类选修课5门,一位同学要从中选3门.若要求两类课程中各至少选1门,则不同的选法共有( )
A.15种
B.30种
C.45种
D.90种
解析:分两类,A类选修课选1门,B类选修课选2门,或者A类选修课选2门,B类选修课选1门,因此,共有C·C+C·C=45(种)选法.
答案:C
4.方程C=C的解集为( )
A.{4}
B.{14}
C.{4,6}
D.{14,2}
解析:由题意知或
解得x=4或6.
答案:C
5.异面直线a,b上分别有4个点和5个点,由这9个点可以确定的平面个数是( )
A.20
B.9
C.C
D.CC+CC
解析:分两类:第一类,在直线a上任取一点,与直线b可确定C个平面;第二类,在直线b上任取一点,与直线a可确定C个平面.故可确定C+C=9个不同的平面.
答案:B
6.某班级要从4名男生、2名女生中派4人参加某次社区服务,如果要求至少有1名女生,那么不同的选派方案种数为________.
解析:法一:分类完成.第1类,选派1名女生、3名男生,有C·C种选派方案;第2类,选派2名女生、2名男生,有C·C种选派方案.故共有C·C+C·C=14(种)不同的选派方案.
法二:6人中选派4人的组合数为C,其中都选男生的组合数为C,所以至少有1名女生的选派方案有C-C=14(种).
答案:14
7.有4名男医生、3名女医生,从中选出2名男医生、1名女医生组成1个医疗小组,则不同的选法共有________种.
解析:从4名男医生中选2人,有C种选法,从3名女医生中选1人,有C种选法.由分步乘法计数原理知,所求选法种数为CC=18.
答案:18
8.不等式C-n<5的解集为________.
解析:由C-n<5,得-n<5,∴n2-3n-10<0.
解得-2<n<5.由题设条件知n≥2,且n∈N
,
∴n=2,3,4.故原不等式的解集为{2,3,4}.
答案:{2,3,4}
9.(1)解方程:A=6C;
(2)解不等式:C>3C.
解析:(1)原方程等价于
m(m-1)(m-2)=6×,
∴4=m-3,解得m=7.
(2)由已知得∴x≤8,且x∈N
,
∵C>3C,∴>.
即>,∴x>3(9-x),解得x>,
∴x=7,8.
∴原不等式的解集为{7,8}.
10.某餐厅供应饭菜,每位顾客可以在餐厅提供的菜肴中任选2荤2素共4种不同的品种.现在餐厅准备了5种不同的荤菜,若要保证每位顾客有200种以上不同的选择,则餐厅至少还需准备多少不同的素菜品种?
解析:设餐厅至少还需准备x种不同的素菜.
由题意,得C·C≥200,
从而有C≥20,即x(x-1)≥40.
又x≥2且x∈N
,所以x的最小值为7.
故餐厅至少还需准备7种不同的素菜.
[B组 能力提升]
11.从8名女生和4名男生中,抽取3名学生参加某档电视节目,若按性别比例分层抽样,则不同的抽取方法数为( )
A.224
B.112
C.56
D.28
解析:由分层抽样知,应从8名女生中抽取2名,从4名男生中抽取1名,所以抽取2名女生和1名男生的方法数为CC=112.
答案:B
12.楼道里有12盏灯,为了节约用电,需关掉3盏不相邻的灯,则关灯方案有( )
A.72种
B.84种
C.120种
D.168种
解析:需关掉3盏不相邻的灯,即将这3盏灯插入9盏亮着的灯形成的10个空当中,所以关灯方案共有C=120(种).
答案:C
13.方程C-C=C的解集是________.
解析:因为C=C+C,所以C=C,由组合数公式的性质,得x-1=2x+2或x-1+2x+2=16,解得x1=-3(舍去),x2=5.
答案:{5}
14.从4台甲型电视机和5台乙型电视机中任意取出3台,其中至少有甲型和乙型电视机各1台,则不同的取法有________种.
解析:根据结果分类:第一类,两台甲型机,有C·C=30(种);第二类,两台乙型机,有C·C=40(种).根据分类加法计数原理,共有C·C+C·C=70(种)不同的取法.
答案:70
15.已知C,C,C成等差数列,求C的值.
解析:由已知得2C=C+C,
所以2·=+,
整理得n2-21n+98=0,
解得n=7或n=14,
要求C的值,故n≥12,所以n=14,
于是C=C==91.
16.由13个人组成的课外活动小组,其中5个人只会跳舞,5个人只会唱歌,3个人既会唱歌也会跳舞,若从中选出4个会跳舞和4个会唱歌的人去演节目,共有多少种不同的选法?
解析:设既会唱歌也会跳舞的人为“多面手”
第一类,选会唱歌的4人无多面手:有CC=350;
第二类,选会唱歌的4人中有一个多面手:有CCC=1
050;
第三类,选会唱歌的4人中有2个多面手:有CCC=450;
第四类,选会唱歌的4人中有3个多面手:有CCC=25.
由分类加法计数原理,共有350+1
050+450+25=1
875种.
PAGE第2课时
组合的综合应用
[A组 学业达标]
1.某中学从4名男生和3名女生中推荐4人参加某高校自主招生考试,若这4人中必须既有男生又有女生,则不同的选法共有( )
A.140种
B.120种
C.35种
D.34种
解析:从7人中选4人共有C=35(种)方法.又4名全是男生的选法有C=1(种).故选4人既有男生又有女生的选法种数为35-1=34.
答案:D
2.平面内有4个红点,6个蓝点,其中只有一个红点和两个蓝点共线,其余任三点不共线,过这十个点中的任两点所确定的直线中,至少过一红点的直线的条数是( )
A.28
B.29
C.30
D.27
解析:可分两类:第一类,红点连蓝点有CC-1=23(条);第二类,红点连红点有C=6(条),所以共有29条.故选B.
答案:B
3.某科技小组有6名学生,现从中选出3人去参观展览,至少有一名女生入选的不同选法有16种,则该小组中的女生人数为( )
A.2
B.3
C.4
D.5
解析:设男生人数为x,则女生有(6-x)人.依题意:C-C=16.解得x=4,故女生有2人.
答案:A
4.有5本不同的教科书,其中语文书2本,数学书2本,物理书1本.若将其并排摆放在书架的同一层上,则同一科目书都不相邻的放法种数是( )
A.24
B.48
C.72
D.96
解析:据题意可先摆放2本语文书,当1本物理书在2本语文书之间时,只需将2本数学书插在前3本书形成的4个空中即可.此时共有AA种摆放方法;当1本物理书放在2本语文书一侧时,共有AACC种不同的摆放方法.由分类加法计数原理可得共有AA+AACC=48种摆放方法.
答案:B
5.将标号分别为1,2,3,4,5,6的6张卡片放入3个不同的信封中,若每个信封放2张,其中将标号为1,2的卡片放入同一信封中,则不同的放法共有( )
A.12种
B.18种
C.36种
D.54种
解析:先将1,2捆绑后放入信封中,有C种方法,再将剩余的4张卡片放入另外两个信封中,有CC种方法,所以共有CCC=18种方法.
答案:B
6.从7名志愿者中安排6人在周六、周日两天参加社区公益活动,若每天安排3人,则不同的安排方案共有________种.(用数字作答)
解析:C·A=140.
答案:140
7.某校开设9门课程供学生选修,其中A,B,C三门由于上课时间相同,至多选一门,学校规定每位同学选修4门,共有________种不同的选修方案.(用数字作答)
解析:分两类:①A、B、C均不选,有C=15.
②A、B、C中选一门,有CC=60.
∴共有15+60=75种不同选修方案.
答案:75
8.从6人中选4人分别到巴黎、伦敦、悉尼、莫斯科四个城市游览,要求每个城市有一人游览,每人只游览一个城市,且这6人中甲、乙两人不去巴黎游览,则不同的选择方案共有________种.(用数字作答)
解析:①不选甲、乙,则N1=A=24(种).②只选甲,则N2=CCA=72(种).③只选乙,则N3=CCA=72(种).④选甲、乙,则N4=CAA=72(种).故N=N1+N2+N3+N4=240(种).
答案:240
9.某市工商局对35件商品进行抽样检查,鉴定结果有15件假货,现从35件商品中选取3件.
(1)恰有2件假货在内的不同取法有多少种?
(2)至少有2件假货在内的不同取法有多少种?
(3)至多有2件假货在内的不同取法有多少种?
解析:(1)从20件真货中选取1件,从15件假货中选取2件,有CC=2
100种不同的取法.
所以恰有2件假货在内的不同取法有2
100种.
(2)选取2件假货有CC种,选取3件假货有C种,共有CC+C=2
555种不同的取法.
(3)任意选取3件的种数为C,因此符合题意的选取方式有C-C=6
090(种).
所以至多有2件假货在内的不同的取法有6
090种.
10.6本不同的书,分给甲、乙、丙三人,每人至少一本,有多少不同的分法.
解析:先分组再分配
分三类:
第一类,“2,2,2”类(先平均分组再分配)
·A=90(种)
第二类,“1,2,3”类(先非平均分组再分配)
CCC·A=360(种)
第三类,“1,1,4”类(先部分平均分组,再分配)
·A=90(种)
共有90+360+90=540(种).
[B组 能力提升]
11.如果把个位数是1,且恰好有3个数字相同的四位数叫做“好数”,那么在由1,2,3,4四个数字组成的有重复数字的四位数中,“好数”共有( )
A.9个
B.3个
C.12个
D.6个
解析:当重复数字是1时,有C·C个“好数”;当重复数字不是1时,有C个“好数”.由分类加法计数原理,得“好数”有C·C+C=12个.
答案:C
12.现有12张不同的卡片,其中红色、黄色、蓝色、绿色卡片各三张,从中任取3张,要求这3张卡片不能是同一种颜色,且红色卡片至多1张,不同的取法种数为( )
A.135
B.172
C.189
D.162
解析:不考虑特殊情况,共有C种取法,取三张相同颜色的卡片,有4种取法,只取两张红色卡片(另一张非红色),共有CC种取法.所求取法种数为C-4-CC=189.
答案:C
13.5名乒乓球队员中,有2名老队员和3名新队员.现从中选出3名队员排成1,2,3号参加团体比赛,则入选的3名队员中至少有1名老队员,且1,2号中至少有1名新队员的排法有________种.
解析:当入选的3名队员为2名老队员1名新队员时,有CCA=12种排法;当入选的3名队员为2名新队员1名老队员时,有CCA=36种排法.故共有12+36=48种排法.
答案:48
14.现有6张风景区门票分配给6位游客,若其中A,B风景区门票各2张,C,D风景区门票各1张,则不同的分配方案共有________种.(用数字作答).
解析:从6位游客中选2人去A风景区,有C种方法,从余下4位游客中选2人去B风景区,有C种方法,余下2人去C,D风景区,有A种方法,所以分配方案共有CCA=180(种).
答案:180
15.从1到6这6个数字中,取2个偶数和2个奇数组成没有重复数字的四位数.试问:
(1)能组成多少个不同的四位数?
(2)四位数中,2个偶数排在一起的有几个?
(3)2个偶数不相邻的四位数有几个?(所得结果均用数值表示).
解析:(1)易知四位数共有CCA=216(个).
(2)上述四位数中,偶数排在一起的有CCAA=108(个).
(3)由(1)(2)知两个偶数不相邻的四位数有216-108=108(个).
16.10双互不相同的鞋子混装在一只口袋中,从中任意取出4只,试求各有多少种情况出现下列结果:
(1)4只鞋子没有成双的;
(2)4只鞋子恰有两双;
(3)4只鞋子有2只成双,另2只不成双.
解析:(1)从10双鞋子中选取4双,有C种不同选法,每双鞋子中各取一只,分别有2种取法,根据分步乘法计数原理,选取种数为N=C×24=3
360(种).
(2)从10双鞋子中选2双有C种取法,即有45种不同取法.
(3)先选取一双有C种选法,再从9双鞋中选取2双有C种选法,每双鞋只取一只各有2种取法,根据分步乘法计数原理,不同取法为N=CC×22=1
440种.
PAGE1.3.1
二项式定理
[A组 学业达标]
1.(x+2)n的展开式共有12项,则n等于( )
A.9
B.10
C.11
D.8
解析:∵(a+b)n的展开式共有n+1项,∴n=11.
答案:C
2.(1-i)10(i为虚数单位)的二项展开式中第七项为( )
A.-210
B.210
C.-120i
D.-210i
解析:由通项公式得T7=C·(-i)6=-C=-210.
答案:A
3.1-2C+4C-8C+…+(-2)nC等于( )
A.1
B.-1
C.(-1)n
D.3n
解析:逆用二项式定理,将1看成公式中的a,-2看成公式中的b,可得原式=(1-2)n=(-1)n.
答案:C
4.6展开式中常数项为( )
A.60
B.-60
C.250
D.-250
解析:6展开式中常数项为C()4·2=60.
答案:A
5.(2x+)4的展开式中x3的系数是( )
A.6
B.12
C.24
D.48
解析:(2x+)4展开式的通项为Tr+1=C(2x)4-r()r=24-rCx4-,
令4-=3,解得r=2,
故展开式中x3的系数是4×C=24.
答案:C
6.若(x+a)10的展开式中,x7的系数为15,则a=________.(用数字填写答案)
解析:二项展开式的通项公式为Tr+1=Cx10-rar,当10-r=7时,r=3,T4=Ca3x7,则Ca3=15,故a=.
答案:
7.二项式6的展开式中,常数项是________.
解析:二项式6的第r+1项为Tr+1=C(2x)6-r·r=C·26-r·x6-3r,令6-3r=0,解得r=2,所以常数项是C·24=240.
答案:240
8.若5展开式中的常数项为-40,则a=________.
解析:5展开式的第r+1项为
Tr+1=C(2x)5-r·r=C25-rx5-2r,
因为5的展开式中的常数项为-40,
所以axC22x-1+C23x=-40,
所以40a+80=-40,解得a=-3.
答案:-3
9.已知在n的展开式中,第9项为常数项,求:
(1)n的值;
(2)展开式中x5的系数;
(3)含x的整数次幂的项的个数.
解析:已知二项展开式的通项Tk+1=
Cn-k·k
=(-1)kn-kCx2n-k.
(1)因为第9项为常数项,即当k=8时,
2n-k=0,解得n=10.
(2)令2n-k=5,得k=(2n-5)=6,
所以x5的系数为(-1)64C=.
(3)要使2n-k,即为整数,只需k为偶数,由于k=0,1,2,3,…,9,10,故符合要求的有6项,分别为展开式的第1,3,5,7,9,11项.
10.求(1+x)4展开式中含x2的项的系数.
解析:根据乘法公式,得:(1)因式1+中的1和(1+x)4展开式中含x2的项相乘可得含x2的项;(2)因式1+中的和(1+x)4展开式中含x3的项相乘可得含x2的项.
(1+x)4展开式的通项为Tr+1=Cxr(r=0,1,…,4),故·(1+x)4展开式中含x2的项为1·Cx2+·Cx3=10x2,即含x2项的系数为10.
[B组 能力提升]
11.若(1+)4=a+b(a,b为有理数),则a+b等于( )
A.33
B.29
C.23
D.9
解析:
∵(1+)4=1+4+12+8+4=17+12=a+b,
又∵a,b为有理数,∴a=17,b=12.∴a+b=29.
答案:B
12.n的展开式中,第3项的二项式系数比第2项的二项式系数大44,则展开式中的常数项是( )
A.第3项
B.第4项
C.第7项
D.第8项
解析:由于第3项的二项式系数比第2项的二项式系数大44,可得C-C=44,解得n=11或n=-8(舍去),由二项展开式的通项公式得Tr+1=Cx(11-r)·x-4r=Cx,令=0,得r=3,故r+1=4.
答案:B
13.(1+x+x2)6的展开式中的常数项为________.
解析:6的展开式中,Tr+1=Cx6-r·r=(-1)rCx6-2r,令6-2r=0,得r=3,T4=C(-1)3=-C,令6-2r=-1,得r=(舍去),令6-2r=-2,得r=4,T5=C(-1)4x-2,所以(1+x+x2)6的展开式中的常数项为1×(-C)+C=-20+15=-5.
答案:-5
14.(x2-x-2)4的展开式中,x3的系数为________.(用数字填写答案)
解析:(x2-x-2)4=[x2-(x+2)]4,展开后只有(x+2)4与-Cx2(x+2)3中含x3项,其系数和为C×2-C×C×22=-40.
答案:-40
15.若二项式6(a>0)的展开式中x3的系数为A,常数项为B,且B=4A,求a的值.
解析:Tr+1=Cx6-rr
=(-a)rCx6-r,当6-r=3时,r=2,
所以A=15a2,当6-r=0时,r=4,所以B=15a4,
所以15a4=4×15a2,所以a2=4,又a>0,得a=2.
16.已知f(x)=(1+x)m,g(x)=(1+2x)n(m,n∈N
).
(1)若m=3,n=4,求f(x)g(x)的展开式含x2的项;
(2)令h(x)=f(x)+g(x),h(x)的展开式中x的项的系数为12,那么当m,n为何值时,含x2的项的系数取得最小值?
解析:(1)当m=3,n=4时,f(x)g(x)=(1+x)3(1+2x)4.
(1+x)3展开式的通项为Cxr,
(1+2x)4展开式的通项为C(2x)r,
f(x)g(x)的展开式含x2的项为
1×C(2x)2+Cx×C(2x)+Cx2×1=51x2.
(2)h(x)=f(x)+g(x)=(1+x)m+(1+2x)n.
因为h(x)的展开式中x的项的系数为12,
所以C+2C=12,即m+2n=12,所以m=12-2n.
x2的系数为C+4C=C+4C
=(12-2n)(11-2n)+2n(n-1)
=4n2-25n+66=42+,n∈N
,
所以n=3,m=6时,x2的项的系数取得最小值.
PAGE“杨辉三角”与二项式系数的性质
[A组 学业达标]
1.在(a+b)n的二项展开式中,与第k项二项式系数相同的项是( )
A.第n-k项
B.第n-k-1项
C.第n-k+1项
D.第n-k+2项
解析:第k项的二项式系数是C,由于C=C,故第n-k+2项的二项式系数为C.
答案:D
2.设二项式n的展开式中第5项是常数项,那么这个展开式中系数最大的项是( )
A.第9项
B.第8项
C.第9项和第10项
D.第8项和第9项
解析:因为展开式的第5项为T5=Cx-4,所以令-4=0,解得n=16,所以展开式中系数最大的项是第9项.
答案:A
3.(x-y)7的展开式中,系数的绝对值最大的项是( )
A.第4项
B.第4、5项
C.第5项
D.第3、4项
解析:(x-y)n的展开式有n+1项,当n为偶数时,中间一项的二项式系数最大;当n为奇数时,中间两项的二项式系数最大.而(x-y)7的展开式中,系数的绝对值最大的项是中间两项,即第4、5项.
答案:B
4.(1+x)2n+1的展开式中,二项式系数最大的项所在的项数是( )
A.n,n+1
B.n-1,n
C.n+1,n+2
D.n+2,n+3
解析:2n+1为奇数,展开式中中间两项的二项式系数最大,分别为第项,第项,即第(n+1)项与第(n+2)项.故选C.
答案:C
5.设(x2+1)(2x+1)9=a0+a1(x+2)+a2(x+2)2+…+a11(x+2)11,则a0+a1+a2+…+a11的值为( )
A.-2
B.-1
C.1
D.2
解析:令x=-1,则原式化为[(-1)2+1][2×(-1)+1]9=-2
=a0+a1(2-1)+a2(2-1)2+…+a11(2-1)11,
∴a0+a1+a2+…+a11=-2.
答案:A
6.若(x+3y)n的展开式中各项系数的和等于(7a+b)10的展开式中二项式系数的和,则n的值为________.
解析:(7a+b)10的展开式中二项式系数的和为C+C+…+C=210,令(x+3y)n中x=y=1,则由题设知,4n=210,即22n=210,解得n=5.
答案:5
7.在(1+x)+(1+x)2+…+(1+x)6的展开式中,x2的系数为________.
解析:(1+x)+(1+x)2+…+(1+x)6的展开式中x2的系数为C+C+C+C+C=35.
答案:35
8.设(3x-2)6=a0+a1(2x-1)+a2(2x-1)2+…+a6(2x-1)6,则=________.
解析:令x=1,得a0+a1+a2+…+a6=1,令x=0,得a0-a1+a2+…+a6=64,两式相减,得2(a1+a3+a5)=-63,两式相加,得2(a0+a2+a4+a6)=65,故=-.
答案:-
9.若x4(x+3)8=a0+a1(x+2)+a2(x+2)2+…+a12(x+2)12,求log2(a1+a3+…+a11)的值.
解析:令x=-1,∴28=a0+a1+a2+…+a11+a12.令x=-3,
∴0=a0-a1+a2-…-a11+a12,
∴28=2(a1+a3+…+a11),
∴a1+a3+…+a11=27,
∴log2(a1+a3+…+a11)=log227=7.
10.杨辉三角是杨辉的一项重要研究成果,它的许多性质与组合数的性质有关,杨辉三角中蕴藏了许多优美的规律,如图是一个11阶杨辉三角:
(1)求第20行中从左到右的第4个数;
(2)求n阶(包括0阶)杨辉三角的所有数的和;
(3)在第2斜列中,前5个数依次为1,3,6,10,15;第3斜列中,第5个数为35.显然,1+3+6+10+15=35.事实上,一般地有这样的结论:第m-1斜列中(从右上到左下)前k个数之和,一定等于第m斜列中第k个数.
试用含有m,k(m,k∈N
)的数字公式表示上述结论,并给予证明.
解析:(1)C=1
140.
(2)1+2+22+…+2n=2n+1-1.
(3)C+C+…+C=C.
证明:左边=C+C+…+C=C+C+…+C
=…=C+C=C=右边.
[B组 能力提升]
11.设m为正整数,(x+y)2m展开式的二项式系数的最大值为a,(x+y)2m+1展开式的二项式系数的最大值为b.若13a=7b,则m等于( )
A.5
B.6
C.7
D.8
解析:由二项式系数的性质知,
二项式(x+y)2m的展开式中二项式系数的最大值有一项,即C=a,
二项式(x+y)2m+1的展开式中二项式系数的最大值有两项,
即C=C=b,
因此13C=7C,
所以13·=7·,所以m=6.
答案:B
12.若n展开式的二项式系数之和为64,则展开式的常数项为________.
解析:∵n展开式的二项式系数之和为2n,
∴2n=64,∴n=6.
∴Tr+1=Cx6-rr=Cx6-2r.
由6-2r=0得r=3,∴其常数项为T3+1=C=20.
答案:20
13.已知(3x-1)7=a7x7+a6x6+…+a1x+a0,则a0+a2+a4+a6=________.
解析:在所给的等式中,令x=1可得
a0+a1+a2+…+a7=27,①
再令x=-1可得a0-a1+a2-a3+…-a7=(-4)7,②
把①②相加可得2(a0+a2+a4+a6)=27+(-4)7,
所以a0+a2+a4+a6=-8
128.
答案:-8
128
14.已知n的展开式中偶数项的二项式系数和比(a+b)2n的展开式中奇数项的二项式系数和小120,求第一个展开式中的第3项.
解析:因为n的展开式中的偶数项的二项式系数和为2n-1,而(a+b)2n的展开式中奇数项的二项式系数的和为22n-1,
所以有2n-1=22n-1-120,解得n=4,
故第一个展开式中第3项为T3=C()22=6.
15.在(2x-3y)9的展开式中,求:
(1)二项式系数之和;
(2)各项系数之和;
(3)所有奇数项系数之和;
(4)各项系数绝对值之和.
解析:设(2x-3y)9=a0x9+a1x8y+a2x7y2+…+a9y9.
(1)二项式系数之和为C+C+C+…+C=29.
(2)令x=1,y=1,得各项系数之和
a0+a1+a2+…+a9=(2-3)9=-1.
(3)令x=1,y=-1,得
a0-a1+a2-a3+…-a9=59,
又a0+a1+a2+…+a9=-1,
两式相加得a0+a2+a4+a6+a8=,
故所有奇数项系数之和为.
(4)∵Tk+1=C(2x)9-k(-3y)k
=(-1)k29-k·3kCx9-k·yk,
∴a1<0,a3<0,a5<0,a7<0,a9<0.
∴|a0|+|a1|+…+|a9|=a0-a1+a2-…-a9.
由(3)知|a0|+|a1|+|a2|+…+|a9|=59.
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