高考数学试题-第39讲排列、组合、二项式定理 最新
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排列组合和二项式定理一、排列组合1.1 排列排列是指从一组元素中选取一部分进行操作,按照一定的顺序进行排列。
在排列中,每个元素只能使用一次。
例如,从1、2、3这三个元素中选出两个进行排列,可以得到以下6个排列: 12、13、21、23、31、32。
排列的数目可以用符号P表示,表示从n个元素中选取r 个进行排列。
排列数的计算公式如下所示: P(n, r) = n! / (n - r)!其中,!表示阶乘,例如4! = 4 × 3 × 2 × 1 = 24。
1.2 组合组合是指从一组元素中选取一部分进行操作,不考虑元素的顺序。
与排列不同,组合中的元素只有选择与不选择两种情况。
例如,从1、2、3这三个元素中选出两个进行组合,可以得到以下三个组合: 12、13、23。
组合的数目可以用符号C表示,表示从n个元素中选取r 个进行组合。
组合数的计算公式如下所示: C(n, r) = n! / (r! × (n - r)!)二、二项式定理二项式定理是代数学中的一个重要定理,用于展开任意幂的二项式。
二项式定理公式如下所示: (a + b)^n = C(n, 0) × a^n × b^0 + C(n, 1) × a^(n-1) × b^1 + C(n, 2) × a^(n-2) × b^2 + … + C(n, n) × a^0 × b^n其中,C(n, r)表示组合数,表示从n个元素中选取r个进行组合。
a和b表示两个变量,n表示幂。
在二项式定理中,展开后的式子包含了各个组合数和变量的乘积,这些乘积的和即为二项式定理的展开结果。
二项式定理在代数学中有着广泛的应用,它可以用于计算各种复杂的代数表达式的展开结果。
二项式定理也是高中数学课程中常见的内容,通过学习二项式定理,可以帮助学生更好地理解代数学中的概念。
高考数学排列、组合、二项式定理与复数知识点与典型例题排列、组合、二项式定理(理科用)56.记住公式:()()()!!11m n n m n n n A m n -=+--⋅= ; ()()()12111⋅-⋅+--⋅= m m m n n n C m n =()!!!m n m n - 组合数性质:(1)m n n m n C C -= (2)r n r n r n C C C 11+-=+ (3)11--=k n k n nC kC 。
57.计数问题主要解题策略:优先法(特殊元素或特殊位置优先考虑) 先选再排,先分再排【例】从1,3,5,7中任取2个数字,从0,2,4,6,8中任取2个数字,组成没有重复数字的四位数,其中能被5整除的四位数共有________个。
(用数字作答)【答案】将问题分成三类:(1)含数字5,不含数字0,则选元素的过程有2413C C ⋅种方法,将5排在末位,则组数的过程有33A 种方法,依据分步计数原理得这一类共有108332413=A C C 个;(2)含数字0,不含数字5,则选元素的过程有1423C C 种方法,将0排在末位,则组数过程有33A 种方法,这一类共有72331423=A C C 个;(3)含数字0,也含数字5,则选元素的过程有1413C C ,若0在末位,则组数过程有33A 种方法,若0不在末位,则组数过程有2212A C 种∴种这类共有()1202212331413=+A C A C C 个,根据分类计数原理,其中能被5整除的四位数共有108+72+120+=300个。
58.二项式定理注意系数和二项式系数的区别,通项公式:第1+r 项为r r n r n r b a C T -+=1 【例】912⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-x x 的展开式中,常数项为________________。
(用数字作答) 【答案】()()r r r r rr r r X C x x C T ---+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅=92999912112,令0239=-r ,解得6=r∴常数为第7项,为()672812296963==⋅-⋅C C ∴填672复 数59.基本概念:①复数的实部和虚部指什么?②纯虚数是什么?③共轭复数是什么?【例】当实数m 为何值时,(),653622i m m m m m z +++--=(1)为实数;(2)为虚数;(3)为纯虚数;(4)复数Z 对应的点在复平面内的第二象限?【答案】(1);2-=m (2)2-≠m 且3-≠m ;(3)3=m ;(4)3-<m 或32<<-m60.基本解题方法:①复数问题实数化,转化为对实部和虚部的实数运算;②数形结合(利用几何意义解题)。
排列组合与二项式定理一、排列与组合简介在概率论和组合数学中,排列和组合是两个重要的概念。
排列和组合通常被用来描述从给定的有限集合中选择若干元素的方式。
排列指的是从一组元素中选择若干不同的元素并按照一定的顺序排列的方式。
对于一个有n个元素的集合,从中选择r个元素进行排列的方式数目记作P(n, r)。
排列主要有两种情况:1.重复元素情况下的排列,即元素可重复使用。
此时,P(n, r) = n^r.2.不重复元素情况下的排列,即元素不可重复使用。
此时,P(n, r) = n(n-1)(n-2)…(n-r+1) = n!/(n-r)!.组合指的是从一组元素中选择若干不同的元素,而不考虑元素的顺序的方式。
对于一个有n个元素的集合,从中选择r个元素进行组合的方式数目记作C(n, r)。
组合的计算公式为:C(n, r) = n!/[(n-r)!*r!].二、二项式定理的概念与展开二项式定理是高中数学中非常重要的一个定理,也是排列组合理论的重要应用。
它用于展开一个二项式的幂。
二项式定理的公式为:(x+y)^n = C(n,0)x ny^0 + C(n,1)x(n-1)y^1 + C(n,2)x(n-2)y^2 + … + C(n,n-1)x1y^(n-1) +C(n,n)x^0y^n.其中,C(n,r)表示从n个元素中选择r个元素进行组合的方式数目。
三、二项式定理的解读与应用二项式定理可以用来求解(x+y)^n的展开式中的各项系数。
在展开式中,每一项的系数就是对应的组合数。
举例说明,当n=3时,展开式为:(x+y)^3 = C(3,0)x3y^0 + C(3,1)x2y^1 + C(3,2)x1y^2 + C(3,3)x0y^3.展开后,得到:(x+y)^3 = x^3 + 3x^2y + 3x y^2 + y^3.可以看出,展开式中的每一项系数正好是对应的组合数。
二项式定理在概率论、组合数学、代数等领域具有广泛的应用。
高二数学:排列组合二项式定理一、选择题(本大题共16小题,共80.0分)1.如图,花坛内有五个花池,有五种不同颜色的花卉可供栽种,每个花池内只能种同种颜色的花卉,相邻两池的花色不同,则最多有几种栽种方案( )A. 180种B. 240种C. 360种D. 420种【答案】D【解析】解:若5个花池栽了5种颜色的花卉,方法有A55种,若5个花池栽了4种颜色的花卉,则2、4两个花池栽同一种颜色的花;或者3、5两个花池栽同一种颜色的花,方法有2A54种,若5个花池栽了3种颜色的花卉,方法有A53种,故最多有A55+2A54+A53=420种栽种方案,故选D.若5个花池栽了5种颜色的花卉,方法有A55种,若5个花池栽了4种颜色的花卉,方法有2A54种,若5个花池栽了3种颜色的花卉,方法有A53种,相加即得所求.本题主要考查排列、组合以及简单计数原理的应用,体现了分类讨论的数学思想,属于中档题.2.甲、乙、丙等6人排成一排,且甲、乙均在丙的同侧,则不同的排法共有( )种(用数字作答).A. 720B. 480C. 144D. 360【答案】B【解析】解:甲、乙、丙等六位同学进行全排可得A66=720种,∵甲乙丙的顺序为甲乙丙,甲丙乙,乙甲丙,乙丙甲,丙甲乙,丙乙甲,共6种,∴甲、乙均在丙的同侧,有4种,∴甲、乙均在丙的同侧占总数的46=23∴不同的排法种数共有23×720=480种.故选:B.甲、乙、丙等六位同学进行全排,再利用甲、乙均在丙的同侧占总数的46=23,即可得出结论.本题考查排列、组合及简单计数问题,考查学生的计算能力,比较基础.3.从1,3,5中选2个不同数字,从2,4,6,8中选3个不同数字排成一个五位数,则这些五位数中偶数的个数为( )A. 5040B. 1440C. 864D. 720【答案】C【解析】解;先任选一个偶数排在末尾,共有4种选法,其它2个奇数的选法共有3种,剩余2个偶数的选法共有3种,这4个数全排列,共有4×3×2×1=24种方法,共有则这些五位数中偶数的个数为4×3×3×24= 864,故选:C.先按要求排末尾,再排其它,根据分步计数原理可得.本题考查加法原理和乘法原理综合运用,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.4.从5名学生中选出4名分别参加数学,物理,化学,生物四科竞赛,其中甲不能参加生物竞赛,则不同的参赛方案种数为( )A. 48B. 72C. 90D. 96【答案】D【解析】解:根据题意,从5名学生中选出4名分别参加竞赛,分2种情况讨论:①、选出的4人没有甲,即选出其他4人即可,有A44=24种情况,②、选出的4人有甲,由于甲不能参加生物竞赛,则甲有3种选法,在剩余4人中任选3人,参加剩下的三科竞赛,有A43=24种选法,则此时共有3×24=72种选法,则有24+72=96种不同的参赛方案;故选:D.根据题意,分2种情况讨论选出参加竞赛的4人,①、选出的4人没有甲,②、选出的4人有甲,分别求出每一种情况下分选法数目,由分类计数原理计算可得答案.本题考查排列、组合的实际应用,注意优先考虑特殊元素.5.小明跟父母、爷爷奶奶一同参加《中国诗词大会》的现场录制,5人坐成一排.若小明的父母至少有一人与他相邻,则不同坐法的总数为( )A. 60B. 72C. 84D. 96【答案】C【解析】解:根据题意,分3种情况讨论:①、若小明的父母的只有1人与小明相邻且父母不相邻时,先在其父母中选一人与小明相邻,有C21=2种情况,将小明与选出的家长看成一个整体,考虑其顺序有A22=2种情况,当父母不相邻时,需要将爷爷奶奶进行全排列,将整体与另一个家长安排在空位中,有A22×A32=12种安排方法,此时有2×2×12=48种不同坐法;②、若小明的父母的只有1人与小明相邻且父母相邻时,将父母及小明看成一个整体,小明在一端,有2种情况,考虑父母之间的顺序,有2种情况,则这个整体内部有2×2=4种情况,将这个整体与爷爷奶奶进行全排列,有A33=6种情况,此时有2×2×6=24种不同坐法;③、小明的父母都与小明相邻,即小明在中间,父母在两边,将3人看成一个整体,考虑父母的顺序,有A22=2种情况,将这个整体与爷爷奶奶进行全排列,有A33=6种情况,此时,共有2×6=12种不同坐法;则一共有48+24+12=84种不同坐法;故选:C.根据题意,分3种情况讨论:①、小明的父母的只有1人与小明相邻且父母不相邻,②、小明的父母的只有1人与小明相邻且父母相邻,③、小明的父母都与小明相邻,分别求出每一种情况下的排法数目,由分类计数原理计算可得答案.本题考查排列、组合的应用,关键是根据题意,进行不重不漏的分类讨论.6.A,B,C,D,E五人并排站成一排,如果B必须站在A的右边(A,B可以不相邻),那么不同的排法共有( )A. 24种B. 60种C. 90种D. 120种【答案】B【解析】解:根据题意,使用倍分法,五人并排站成一排,有A55种情况,而其中B站在A的左边与B站在A的右边是等可能的,则其情况数目是相等的,×A55=60,则B站在A的右边的情况数目为12故选B.根据题意,首先计算五人并排站成一排的情况数目,进而分析可得,B 站在A 的左边与B 站在A 的右边是等可能的,使用倍分法,计算可得答案.本题考查排列、组合的应用,注意使用倍分法时,注意必须保证其各种情况是等可能的.7. C 74+C 75+C 86等于( ) A. C 95B. C 96C. C 87D. C 97【答案】B【解析】解:根据组合数公式C n+1m =C n m−1+C n m得,C 74+C 75+C 86=(C 74+C 75)+C 86 =C 85+C 86 =C 96. 故选:B .利用组合数公式C n+1m =C n m−1+C n m,进行化简即可.本题考查了组合数公式C n+1m =C n m−1+C n m的逆用问题,是基础题目.8. 9件产品中,有4件一等品,3件二等品,2件三等品,现在要从中抽出4件产品来检查,至少有两件一等品的抽取方法是( )A. C 42⋅C 52B. C 42+C 43+C 44C. C 42+C 52D. C 42⋅C 52+C 43⋅C 51+C 44⋅C 50【答案】D【解析】解:一共有4件一等品,至少两件一等品分为2件,3件,4件,第一类,一等品2件,从4件任取2件,再从3件二等品或2件三等品共5件产品中任取2件,有C 42⋅C 52, 第二类,一等品3件,从4件任取3,再从3件二等品或2件三等品共5件产品中任取1,有C 43⋅C 51,第二类,一等品4件,从4件中全取,有C 44⋅C 50, 根据分类计数原理得,至少有两件一等品的抽取方法是C 42⋅C 52+C 43⋅C 51+C 44⋅C 50. 故选:D .利用分类计数原理,一共有4件一等品,至少两件一等品分为2件,3件,4件,然后再按其它要求抽取. 本题主要考查了分类计数原理,如何分类是关键,属于基础题.9. 4名同学争夺三项冠军,冠军获得者的可能种数是( )A. 43B. A 43C. C 43D. 4 【答案】A【解析】解:每一项冠军的情况都有4种,故四名学生争夺三项冠军,获得冠军的可能的种数是43, 故选:A .每个冠军的情况都有4种,共计3个冠军,故分3步完成,根据分步计数原理,运算求得结果. 本题主要考查分步计数原理的应用,属于基础题.10. 某班班会准备从含甲、乙的7人中选取4人发言,要求甲、乙两人至少有一人参加,且若甲、乙同时参加,则他们发言时顺序不能相邻,那么不同的发言顺序有( ) A. 720种 B. 520种 C. 600种 D. 360种 【答案】C【解析】解:分两类:第一类,甲、乙两人只有一人参加,则不同的发言顺序有C 21C 53A 44种;第二类:甲、乙同时参加,则不同的发言顺序有C 22C 52A 22A 32种.共有:C 21C 53A 44+C 22C 52A 22A 32=600(种). 故选:C .分两类:第一类,甲、乙两人只有一人参加,第二类:甲、乙同时参加,利用加法原理即可得出结论. 本题考查排列、组合的实际应用,正确分类是关键.11. 现有4种不同颜色要对如图所示的四个部分进行着色,要求有公共边界的两部分不能用同一种颜色,则不同的着色方法共有 ( ) A. 144种 B. 72种 C. 64种 D. 84种 【答案】D【解析】解:由题意知本题是一个分步计数问题, 需要先给最上面金着色,有4种结果, 再给榜着色,有3种结果,给题着色,与榜同色,给名着色,有3种结果;与榜不同色,有2种结果,给名着色,有2种结果 根据分步计数原理知共有4×3×(3+2×2)=84种结果, 故选D .需要先给最上面金着色,有4种结果,再给榜着色,有3种结果,给题着色,与榜同色,给名着色,有3种结果;与榜不同色,有2种结果,给名着色,有2种结果,根据分步计数原理得到结果.本题考查计数原理的应用,解题的关键是理解“公共边的两块区域不能使用同一种颜色,”根据情况对C 处涂色进行分类,这是正确计数,不重不漏的保证.12. 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 【答案】B【解析】解:最左端排甲,共有A 55=120种,最左端只排乙,最右端不能排甲,有C 41A 44=96种, 根据加法原理可得,共有120+96=216种. 故选:B .分类讨论,最左端排甲;最左端只排乙,最右端不能排甲,根据加法原理可得结论. 本题考查排列、组合及简单计数问题,考查学生的计算能力,属于基础题.13. 有黑、白、红三种颜色的小球各5个,都分别标有数字1,2,3,4,5,现取出5个,要求这5个球数字不相同但三种颜色齐备,则不同的取法种数有( ) A. 120种 B. 150种 C. 240种 D. 260种 【答案】B【解析】解:根据题意,取出的5个球有三种颜色且数字不同, 分2步进行分析:①,先把取出的5个球分成3组,可以是3,1,1,也可以是1,2,2; 若分成3,1,1的三组,有C 53C 21C 11A 22=10种分组方法; 若分成1,2,2的三组,有C 51C 42C 22A 22=15种分组方法;则共有10+15=25种分组方法,②,让三组选择三种不同颜色,共有A 33=6种不同方法 则共有25×6=150种不同的取法; 故选:B .因为要求取出的5个球分别标有数字1,2,3,4,5且三种颜色齐备,所以肯定是数字1,2,3,4,5各取一个,分2步分析:先把5个球分成三组,再每组选择一种颜色,由分步计数原理计算可得答案. 本题考查分步计数原理的应用,注意题目中“5个球数字不相同但三种颜色齐备”的要求.14. 从4双不同鞋中任取4只,结果都不成双的取法有____种.( )A. 24B. 16C. 44D. 384 【答案】B【解析】解:取出的四只鞋不成双,可分四步完成,依次从四双鞋子中取一只,取四次,故总的取法有2×2×2×2=16种, 故选B .取出的四只鞋不成双,可分四步完成,依次从四双鞋子中取一只,取四次,利用乘法原理可得结论.本题考查排列、组合及简单计数问题,考查乘法原理的运用,比较基础.15.某公共汽车上有10位乘客,沿途5个车站,乘客下车的可能方式有( )种.A. 510B. 105C. 50D. A105【答案】A【解析】解:根据题意,公共汽车沿途5个车站,则每个乘客有5种下车的方式,则10位乘客共有510种下车的可能方式;故选:A.根据题意,分析可得每个乘客有5种下车的方式,由分步计数原理计算可得答案.本题考查排列、组合的实际应用,16.从0,1,2,3,4中选取三个不同的数字组成一个三位数,其中奇数有( )A. 18个B. 27个C. 36个D. 60个【答案】A【解析】解:先从1,3中选一个为个位数字,再剩下的3个(不包含0)取1个为百位,再从剩下3个(包含0)取一个为十位,故有2×3×3=18个,故答案为:18.先从1,3中选一个为个位数字,再剩下的3个(不包含0)取1个为百位,再从剩下3个(包含0)取一个为十位,根据分步计数原理可得.本题考查了分步计数原理,关键是分步,属于基础题.二、填空题(本大题共9小题,共45.0分)17.(1+2x)5的展开式中含x2项的系数是______ .(用数字作答)【答案】40【解析】解:由二项式定理的通项公式T r+1=C n r a n−r b r可设含x2项的项是T r+1=C5r15−r(2x)r=2r C5r x r,可知r=2,所以系数为22C52=40所以答案应填40本题是求系数问题,故可以利用通项公式T r+1=C n r a n−r b r来解决,在通项中令x的指数幂为2可求出含x2是第几项,由此算出系数为40本题主要考查二项式定理中通项公式的应用,属于基础题型,难度系数0.9.一般地通项公式主要应用有求常数项,有理项,求系数,二项式系数等.18.(x−1x )(2x+1x)5的展开式中,常数项为______.【答案】−40【解析】解:(x−1x )(2x+1x)5展开式中常数项是(2x+1x )5展开式中的1x项与x的乘积,加上含x项与−1x的乘积;由(2x+1x)5展开式的通项公式为T r+1=C5r⋅(2x)5−r⋅(1x)r=25−r⋅C5r⋅x5−2r,令5−2r=−1,解得r=3,∴T4=22⋅C53⋅1x =40x;令5−2r=1,解得r=2,∴T3=23⋅C52⋅x=80x;所求展开式的常数项为40 x ⋅x+80x⋅(−1x)=40−80=−40.故答案为:−40.根据(x−1x )(2x+1x)5展开式中常数项是(2x+1x)5展开式中的1x项与x的乘积,加上x项与−1x的乘积;利用(2x+1x)5展开式的通项公式求出对应的项即可.本题考查了二项式定理的应用问题,是基础题.19.小明、小刚、小红等5个人排成一排照相合影,若小明与小刚相邻,且小明与小红不相邻,则不同的排法有______ 种.【答案】36【解析】解:根据题意,分2种情况讨论:①、小刚与小红不相邻,将除小明、小刚、小红之外的2人全排列,有A22种安排方法,排好后有3个空位,将小明与小刚看成一个整体,考虑其顺序,有A22种情况,在3个空位中,任选2个,安排这个整体与小红,有A32种安排方法,有A22×A32×A22=24种安排方法;②、小刚与小红相邻,则三人中小刚在中间,小明、小红在两边,有A22种安排方法,将三人看成一个整体,将整个整体与其余2人进行全排列,有A33种安排方法,此时有A33×A22=12种排法,则共有24+12=36种安排方法;故答案为:36.根据题意,分2种情况讨论:①、小刚与小红不相邻,②、小刚与小红相邻,由排列、组合公式分别求出每一种情况的排法数目,由分类加法原理计算可得答案.本题考查排列、组合的运用,注意特殊元素优先考虑,不同的问题利用不同的方法解决如相邻问题用捆绑,不相邻问题用插空等方法.20.(1−3x)7的展开式中x2的系数为______ .【答案】7【解析】解:由于(1−3x)7的展开式的通项公式为T r+1=C7r⋅(−1)r⋅x r3,令r3=2,求得r=6,可得展开式中x2的系数为C76=7,故答案为:7.在二项展开式的通项公式中,令x的幂指数等于2,求出r的值,即可求得展开式中x2的系数.本题主要考查二项式定理的应用,二项展开式的通项公式,求展开式中某项的系数,属于基础题21.已知C203x=C20x+4,则x=______ .【答案】2或4【解析】解:∵C203x=C20x+4,则3x=x+4,或3x+x+4=20,解得x=2或4.故答案为:2或4.由C203x=C20x+4,可得3x=x+4,或3x+x+4=20,解出即可得出.本题考查了组合数的计算公式、方程的解法,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.22.从4台甲型和5台乙型电视机中任意取出三台,其中至少要有甲型和乙型电视机各1台,则不同的取法共有______ 种.【答案】70【解析】解:甲型电视机2台和乙型电视机1台,取法有C42C51=30种;甲型电视机1台和乙型电视机2台,取法有C41C52=40种;共有30+40=70种.故答案为:70任意取出三台,其中至少要有甲型和乙型电视机各1台,有两种方法,一是甲型电视机2台和乙型电视机1台;二是甲型电视机1台和乙型电视机2台,分别求出取电视机的方法,即可求出所有的方法数.本题考查组合及组合数公式,考查分类讨论思想,是基础题.23.一个均匀小正方体的6个面中,三个面上标以数0,两个面上标以数1,一个面上标以数2.将这个小正方体抛掷2次,则向上的数之积的数学期望是______ .【答案】49【解析】解:一个均匀小正方体的6个面中,三个面上标以数0,两个面上标以数1,一个面上标以数2.将这个小正方体抛掷2次,向上的数之积可能为ξ=0,1,2,4,P(ξ=0)=C31C31+C31C31+C31C31C61C61=34,P(ξ=1)=C21C21C61C61=19,P(ξ=2)=C21C11+C11C21C61C61=19,P(ξ=4)=C11C11C61C61=136,∴Eξ=19+29+436=49.故答案为:49.一个均匀小正方体的6个面中,三个面上标以数0,两个面上标以数1,一个面上标以数2.将这个骰子掷两次得到结果有三种情况,使得它们两两相乘,得到变量可能的取值,结合事件做出概率和期望.数字问题是概率中经常出现的题目,一般可以列举出要求的事件,古典概型要求能够列举出所有事件和发生事件的个数,而不能列举的可以借助于排列数和组合数来表示.24.把5本不同的书全部分给4个学生,每个学生至少一本,不同的分发种数为______.(用数字作答)【答案】240【解析】解:由题意知先把5本书中的两本捆起来看做一个元素共有C52,这一个元素和其他的三个元素在四个位置全排列共有A44,∴分法种数为C52⋅A44=240.故答案为:240.由题意知先把5本书中的两本捆起来看做一个元素,这一个元素和其他的三个元素在四个位置全排列,根据分步计数原理两个过程的结果数相乘得到结果.排列组合问题在几何中的应用,在计算时要求做到,兼顾所有的条件,先排约束条件多的元素,做的不重不漏,注意实际问题本身的限制条件.25.从4名男同学和6名女同学中选取3人参加某社团活动,选出的3人中男女同学都有的不同选法种数是______(用数字作答)【答案】96【解析】解:根据题意,在4名男同学和6名女同学共10名学生中任取3人,有C103=120种,其中只有男生的选法有C43=4种,只有女生的选法有C63=20种则选出的3人中男女同学都有的不同选法有120−4−20=96种;故答案为:96.根据题意,用间接法分析:首先计算在10名学生中任取3人的选法数目,再分析其中只有男生和只有女生的选法数目,分析即可得答案.本题考查排列、组合的应用,注意利用间接法分析,可以避免分类讨论.三、解答题(本大题共5小题,共60.0分)26.已知(2x√x)n展开式前两项的二项式系数的和为10.(1)求n的值.(2)求出这个展开式中的常数项.【答案】解:(1)∵(2x√x)n展开式前两项的二项式系数的和为10∴C n0+C n1=10,解得n=9;(2)∵(2x√x )n展开式的通项T r+1=C n r(2x)n−r(√x)r=2n−r C n r x n−3r2----8分∴令n−3r2=0且n=9得r=6,∴(2x+√x)n展开式中的常数项为第7项,即T7=29−6⋅C96=672.【解析】(1)根据二项式展开式得到前两项的系数,根据系数和解的n的值,(2)利用展开式的通项,求常数项,只要使x的次数为0即可.本题主要考查了二项式定理,利用好通项,属于基础题.27.已知n为正整数,在二项式(12+2x)n的展开式中,若前三项的二项式系数的和等于79.(1)求n的值;(2)判断展开式中第几项的系数最大?【答案】解:(1)根据题意,C n0+C n1+C n2=79,即1+n+n(n−1)2=79,整理得n2+n−156=0,解得n=12或n=−13(不合题意,舍去)所以n=12;…(5分)(2)设二项式(12+2x)12=(12)12⋅(1+4x)12的展开式中第k+1项的系数最大,则有{C12k⋅4k≥C12k−1⋅4k−1 C12k⋅4k≥C12k+1⋅4k+1,解得9.4≤k≤10.4,所以k=10,所以展开式中第11项的系数最大.…(10分)【解析】(1)根据题意列出方程C n0+C n1+C n2=79,解方程即可;(2)设该二项式的展开式中第k+1项的系数最大,由此列出不等式组,解不等式组即可求出k的值.本题考查了二项式定理的应用问题,也考查了转化思想与不等式组的解法问题,是综合性题目.28.已知二项式(1+√2x)n=a0+a1x+a2x2+⋯+a n x n(x∈R,n∈N)(1)若展开式中第五项的二项式系数是第三项系数的3倍,求n的值;(2)若n为正偶数时,求证:a0+a2+a4+a6+⋯+a n为奇数.(3)证明:C n1+2C n2⋅2+3C n3⋅22+⋯+nC n n⋅2n−1=n⋅3n−1(n∈N+)【答案】解:(1)由题意可得C n 4=3⋅C n 2(√2)2,∴n =11.(2)证明:当n 为正偶数时,则a 0+a 2+a 4+a 6+⋯+a n =1+2C n 2+22⋅C n 4+⋯+2n2⋅C n n , 除第一项为奇数外,其余的各项都是偶数,故1+2C n 2+22⋅C n 4+⋯+2n2⋅C nn 为奇数, 即a 0+a 2+a 4+a 6+⋯+a n 为奇数.(3)∵kC n k =n ⋅C n−1k−1, ∴C n 1+2C n 2⋅2+3C n 3⋅22+⋯+nC n n ⋅2n−1=n(C n−10+C n−11×2+C n−12×22+⋯+C n−1n−1×2n−1) =n ⋅(1+2)n−1=n ⋅3n−1.【解析】(1)直接利用条件可得C n 4=3⋅C n 2(√2)2,由此求得n 的值.(2)当n 为正偶数时,则a 0+a 2+a 4+a 6+⋯+a n =1+2C n 2+22⋅C n 4+⋯+2n2⋅C nn ,除第一项为奇数外,其余的各项都是偶数,从而证得结论.(3)由kC n k =n ⋅C n−1k−1,可得C n 1+2C n 2⋅2+3C n 3⋅22+⋯+nC n n ⋅2n−1=n(C n−10+C n−11×2+C n−12×22+⋯+C n−1n−1×2n−1),再利用二项式定理证得所给的等式成立.本题主要考查二项式定理的应用,二项展开式的通项公式,二项式系数的性质,属于基础题.29. 从5名男生和4名女生中选出4人去参加座谈会,问:(Ⅰ)如果4人中男生和女生各选2人,有多少种选法?(Ⅱ)如果男生中的甲与女生中的乙至少要有1人在内,有多少种选法? (Ⅲ)如果4人中必须既有男生又有女生,有多少种选法?【答案】解:(Ⅰ)根据题意,从5名男生中选出2人,有C 52=10种选法,从4名女生中选出2人,有C 42=6种选法,则4人中男生和女生各选2人的选法有10×6=60种;(Ⅱ)先在9人中任选4人,有C 94=126种选法,其中甲乙都没有入选,即从其他7人中任选4人的选法有C 74=35种, 则甲与女生中的乙至少要有1人在内的选法有126−35=91种;(Ⅲ)先在9人中任选4人,有C 94=126种选法,其中只有男生的选法有C 51=5种,只有女生的选法有C 41=1种, 则4人中必须既有男生又有女生的选法有126−5−1=120种.【解析】(Ⅰ)根据题意,分别计算“从5名男生中选出2人”和“从4名女生中选出2人”的选法数目,由分步计数原理计算可得答案;(Ⅱ)用间接法分析:先计算在9人中任选4人的选法数目,再排除其中“甲乙都没有入选”的选法数目,即可得答案;(Ⅲ)用间接法分析:先计算在9人中任选4人的选法数目,再排除其中“只有男生”和“只有女生”的选法数目,即可得答案.本题考查排列、组合的应用,涉及分步、分类计数原理的应用,(Ⅱ)(Ⅲ)中可以选用间接法分析.30. 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排节目单的方法种数:(1)一个唱歌节目开头,另一个压台; (2)两个唱歌节目不相邻;(3)两个唱歌节目相邻且3个舞蹈节目不相邻.【答案】解:(1)先排歌曲节目有A 22种排法,再排其他节目有A 66种排法,所以共有A 22A 66=1440种排法.(2)先排3个舞蹈节目,3个曲艺节目,有A 66种排法,再从其中7个空(包括两端)中选2个排歌曲节目,有A 72种插入方法,所以共有A 66A 72=30240种排法.(3)两个唱歌节目相邻,用捆绑法,3个舞蹈节目不相邻,利用插空法,共有A 44A 53A 22=2880种. 【解析】(1)先排歌曲节目,再排其他节目,利用乘法原理,即可得出结论; (2)先排3个舞蹈,3个曲艺节目,再利用插空法排唱歌,即可得到结论;(3)两个唱歌节目相邻,用捆绑法,3个舞蹈节目不相邻,利用插空法,即可得到结论.本题考查排列组合知识,考查学生利用数学知识解决实际问题的能力,属于中档题.。
排列组合、二项式定理(附答案)第六章:排列组合与二项式定理一、考纲要求:1.掌握加法原理和乘法原理,能够用这两个原理解决简单的问题。
2.理解排列和组合的意义,掌握排列数和组合数的计算公式以及组合数的性质,并能够用它们解决简单的问题。
3.掌握二项式定理和二项式系数的性质,并能够用它们计算和论证简单的问题。
二、知识结构:加法原理和乘法原理排列和组合排列数和组合数的公式和应用二项式定理和二项式系数的性质和应用三、知识点、能力点提示:1.加法原理和乘法原理是排列组合的基础,掌握这两个原理为处理排列和组合中的问题提供了理论根据。
2.排列和排列数公式是中学代数中的独特内容,研究对象和研究方法与前面掌握的知识不同,解题方法比较灵活。
历届高考主要考查排列的应用题,通常是选择题或填空题。
3.组合和组合数公式是历届高考中常出现的题型,主要考查排列组合的应用题,通常是选择题或填空题。
组合数有两个性质:对称性和递推关系。
4.二项式定理和二项式系数的性质是高中数学中的重要内容,主要考查计算和论证方面的问题,通常是选择题或证明题。
3a4的值为(。
)A.4B.6C.8D.10解:根据二项式定理,展开(2x+3)的四次方可得:2x+3)4= C412x)4+ C422x)3(3)+ C432x)2(3)2+ C442x)(3)3+ C453)416x4+96x3+216x2+216x+81将(2x+3)表示成a+a1x+a2x+a3x+a4x的形式,可得:a+a1x+a2x+a3x+a4x= C4a4+ C41a3x+ C42a2x2+ C43ax3+ C44x416a4+96a3x+216a2x2+216ax3+81x4 由此可得:a+a2a3a4C4a4+ C42a2+ C43a+ C4416a4+216a2+81又因为(2x+3)的系数为1,所以a=2,代入上式可得:a+a2a3a416(2)4+216(2)2+81=8故选C.例21:有两排座位,第一排有3个座位,第二排有5个座位,8名学生入座(每人一个座位),则不同座法的总数是多少?解:对于8个人的任意一个排列均可“按先前排从左到右再后排从左到右”的次序入座,所以应有$P_8$种不同的入座法。
普通高中课程标准实验教科书—数学[人教版]高三新数学第一轮复习教案(讲座39)—排列、组合、二项式定理一.课标要求:1.分类加法计数原理、分步乘法计数原理通过实例,总结出分类加法计数原理、分步乘法计数原理;能根据具体问题的特征,选择分类加法计数原理或分步乘法计数原理解决一些简单的实际问题;2.排列与组合通过实例,理解排列、组合的概念;能利用计数原理推导排列数公式、组合数公式,并能解决简单的实际问题;3.二项式定理能用计数原理证明二项式定理;会用二项式定理解决与二项展开式有关的简单问题。
二.命题走向本部分内容主要包括分类计数原理、分步计数原理、排列与组合、二项式定理三部分;考查内容:(1)两个原理;(2)排列、组合的概念,排列数和组合数公式,排列和组合的应用;(3)二项式定理,二项展开式的通项公式,二项式系数及二项式系数和。
排列、组合不仅是高中数学的重点内容,而且在实际中有广泛的应用,因此新高考会有题目涉及;二项式定理是高中数学的重点内容,也是高考每年必考内容,新高考会继续考察。
考察形式:单独的考题会以选择题、填空题的形式出现,属于中低难度的题目,排列组合有时与概率结合出现在解答题中难度较小,属于高考题中的中低档题目;预测2007年高考本部分内容一定会有题目涉及,出现选择填空的可能性较大,与概率相结合的解答题出现的可能性较大。
三.要点精讲1.排列、组合、二项式知识相互关系表2.两个基本原理(1)分类计数原理中的分类;(2)分步计数原理中的分步;正确地分类与分步是学好这一章的关键。
3.排列(1)排列定义,排列数(2)排列数公式:系m n A =)!(!m n n -=n·(n -1)…(n -m+1); (3)全排列列:n n A =n!;(4)记住下列几个阶乘数:1!=1,2!=2,3!=6,4!=24,5!=120,6!=720;4.组合(1)组合的定义,排列与组合的区别;(2)组合数公式:C n m =)!(!!m n m n -=12)1(1)m -(n 1)-n (⨯⨯⨯-⨯+ m m n ; (3)组合数的性质①C n m =C n n-m ;②r n r n r n C C C 11+-=+;③rC n r =n·C n-1r-1;④C n 0+C n 1+…+C n n =2n ;⑤C n 0-C n 1+…+(-1)n C n n =0,即 C n 0+C n 2+C n 4+…=C n 1+C n 3+…=2n-1;5.二项式定理(1)二项式展开公式:(a+b)n =C n 0a n +C n 1a n-1b+…+C n k a n-k b k +…+C n n b n ;(2)通项公式:二项式展开式中第k+1项的通项公式是:T k+1=C n k a n-k b k ;6.二项式的应用(1)求某些多项式系数的和;(2)证明一些简单的组合恒等式;(3)证明整除性。
高二数学排列组合与二项式定理试题答案及解析1.…除以88的余数是()A.-1B.-87C.1D.87【答案】C【解析】根据题意,由于…=(1-90)10=8910=(88+1)10,展开式可知展开式的最后一项不能被88整除,可知答案为C.【考点】二项式定理点评:主要是考查了二项式定理的逆用,属于基础题。
2.甲、乙两人从4门课程中各选修2门,则甲、乙所选的课程中恰有1门相同的选法有()A.30种B.24种C.12种D.6种【答案】B【解析】第一步:从4门课程中选1门相同有种选法;第二步:让甲从剩下的3门中再选1门,选法有种;第三步:再让乙从剩下的2门中选1门,选法有种,所以所求的选法有。
故选B。
【考点】分步乘法计数原理点评:分步乘法计数原理:完成一件事,需要分成n个步骤,做第1步有种不同的方法,做第2步有种不同的方法……,做第n步有种不同的方法.那么完成这件事共有种不同的方法.3.如图,小圆圈表示网络的结点,结点之间的箭头表示它们有网线相联,连线标注的数字表示该段网线单位时间内可以通过的最大信息量。
现从结点A向结点G传递信息,信息可以分开沿不同的路线同时传递。
则单位时间内传递的最大信息量为()A.31B.6C.10D.14【答案】B【解析】信息传递,可有三条路线,每条路线上通过的信息量均为2 ,所以,单位时间内传递的最大信息量为6 ,选B。
【考点】本题主要考查阅读理解能力,分类讨论思想。
点评:简单题,看似复杂,实际上,关键是理解题意,看各条“路线”上,传递信息的最大值之和。
4.由1、2、3、4、5组成个位数字不是3的没有重复数字的五位奇数共有个(用数字作答).【答案】48【解析】由题意先排个位,从1,5两个数中随便取一个有,然后再用剩余的四个数字排前面四个位置有,∴由分步原理可知由1、2、3、4、5组成个位数字不是3的没有重复数字的五位奇数共有个【考点】本题考查了排列组合的综合运用点评:熟练掌握排列组合的综合运用是解决此类问题的关键,属基础题5.设为奇数,则除以9的余数为.【答案】【解析】∵,∴除以9的余数为7【考点】本题考查了二项式定理的运用点评:对于余数问题一般是把式子拆开,然后利用二项式定理展开求余数,属基础题6.有6名同学参加两项课外活动,每位同学必须参加一项活动且不能同时参加两项,每项活动最多安排4人,则不同的安排方法有种.(用数学作答)【答案】50【解析】解:由题意知本题是一个分类计数问题,∵每项活动最多安排4人,∴可以有三种安排方法,即(4,2)(3,3)(2,4)当安排4,2时,需要选出4个人参加共有=15,当安排3,3,时,共有=20种结果,当安排2,4时,共有=15种结果,∴根据分类计数原理知共有15+20+15=50种结果,故答案为:50【考点】分类计数问题点评:本题是一个分类计数问题,这是经常出现的一个问题,解题时一定要分清做这件事需要分为几类,每一类包含几种方法,把几个步骤中数字相加得到结果7.的展开式中,的系数是()A.B.C.297D.207【答案】D【解析】由题意可知,的系数即为【考点】本小题主要考查二项展开式的应用.点评:解决二项式问题一般离不开展开式的通项公式,要灵活应用.8.两位同学一起去一家单位应聘,面试前单位负责人对他们说:“我们要从面试的人中招聘3人,你们俩同时被招聘进来的概率是1∕70”.根据这位负责人的话可以推断出参加面试的人数为()A.21B.35C.42D.70【答案】A【解析】设参加面试的人数为n,由题意可知,解得n=21.【考点】本小题主要考查排列组合在实际问题中的应用.点评:准确理解题意,准确计算是解决此类问题的关键.9.(本小题满分12分)已知二项式(N*)展开式中,前三项的二项式系数和是,求:(Ⅰ)的值;(Ⅱ)展开式中的常数项.【答案】(Ⅰ)10 (Ⅱ)【解析】(Ⅰ)…… 2分(舍去).………… 5分(Ⅱ) 展开式的第项是,,………… 10分故展开式中的常数项是.……… 12分10.甲、乙、丙、丁四位同学各自对A、B两变量的线性相关性做实验,并用回归分析方法分析求得相关系数r与残差平方和m如下表:则哪位同学的实验结果体现A、B两变量有更强的线性相关性()A、甲B、乙C、丙D、丁【答案】D【解析】解:在验证两个变量之间的线性相关关系中,相关系数的绝对值越接近于1,相关性越强,在四个选项中只有丁的相关系数最大,残差平方和越小,相关性越强,只有丁的残差平方和最小,综上可知丁的试验结果体现A、B两变量有更强的线性相关性,故选D.11.从5位同学中选派4位同学在星期五、星期六、星期日参加公益活动,每人一天,要求星期五有2人参加,星期六、星期日各有1人参加,则不同的选派方法共有()A.40种B.60种C.100种D.120种【答案】B【解析】根据题意,首先从5人中抽出两人在星期五参加活动,有种情况,再从剩下的3人中,抽取两人安排在星期六、星期日参加活动,有种情况,则由分步计数原理,可得不同的选派方法共有 =60种.故选B.12.平面上有相异10个点,每两点连线可确定的直线的条数是每三点为顶点所确定的三角形个数的,若无任意四点共线,则这10个点的连线中有且只有三点共线的直线的条数为__________条.【答案】3【解析】【考点】排列、组合及简单计数问题。
第 1 页 共 1 页高考专题十:排列、组合和二项式定理1.排列数m n A 中1,n m n m ≥≥∈N 、、组合数mn C 中,1,0,n m n m n m ≥≥≥∈、N . (1)排列数公式!(1)(2)(1)()()!m n n A n n n n m m n n m =---+=≤-;!(1)(2)21nn A n n n n ==--⋅。
(2)组合数公式()(1)(1)!()(1)21!!mmn nm m A n n n m n C m n A m m m n m ⋅-⋅⋅-+===≤⋅-⋅⋅⋅-;规定01!=,01nC =. (3)排列数、组合数的性质:①m n m n n C C -=;②111m m m n n n C C C ---=+;③11k k n n kC nC --=;④1121++++=++++r n r nr r r r rr C C CCC ;⑤!(1)!!n n n n ⋅=+-;⑥11(1)!!(1)!n n n n =-++. 2.解排列组合问题的依据是:(1) 分类相加(每类方法都能独立地完成这件事,它是相互独立的,一次的且每次得出的是最后的结果,只需一种方法就能完成这件事);(2) 分步相乘(一步得出的结果都不是最后的结果,任何一步都不能独立地完成这件事,只有各个步骤都完成了,才能完成这件事,各步是关联的),有序排列,无序组合. 3.解排列组合问题的方法有:(1)特殊元素、特殊位置优先法(元素优先法:先考虑有限制条件的元素的要求,再考虑其他元素;位置优先法:先考虑有限制条件的位置的要求,再考虑其他位置)。
(2)间接法(对有限制条件的问题,先从总体考虑,再把不符合条件的所有情况去掉))。
(3)相邻问题捆绑法(把相邻的若干个特殊元素“捆绑”为一个大元素,然后再与其余“普通元素”全排列,最后再“松绑”,将特殊元素在这些位置上全排列)。
(4)不相邻(相间)问题插空法(某些元素不能相邻或某些元素要在某特殊位置时可采用插空法,即先安排好没有限制元条件的元素,然后再把有限制条件的元素按要求插入排好的元素之间)。
排列、组合、二项式定理1. (丰台·理科·题3)若,则的值是()A.B.C.D.1【解析】 A;,四个选项中只有满足.2. (东城·理·题4)的展开式中项的系数是()A.B.C.D.1【解析】 A;所求系数为.3. (丰台·理科·题5)从中取一个数字,从中取两个数字,组成无重复数字的三位数,则所有不同的三位数的个数是()A.B.C.D.2【解析】 B;从中取一个数字,从中取两个数字进行排列,然后在得到的排列中去掉首数字为的即满足题意,因此为所求.4. (西城·理·题6)某会议室第一排共有8个座位,现有3人就座,若要求每人左右均有空位,那么不同的坐法种数为()A.B.16 C.24 D.321【解析】 C;将三个人插入五个空位中间的四个空档中,有种排法.5. (崇文·理·题7)2位男生和3位女生共5位同学站成一排.若男生甲不站两端,3位女生中有且只有两位女生相邻,则不同排法的种数为()A.36 B.42 C. 48 D.60【解析】 C;不妨将5个位置从左到右编号为1,2,3,4,5.于是甲只能位于2,3,4号位.i)当甲位于2号位时,3位女生必须分别位于1,3,4位或者1,4,5位.于是相应的排法总数为;ii)当甲位于3号位时,3位女生必须分别位于1,2,4位或者1,2,5位或者1,4,5或者2,4,5位.于是相应的排法总数为.iii)当甲位于4号位时,情形与i)相同.排法总数为.综上,知本题所有的排法数为12+24+12=48.6. (石景山·理·题9)二项式的展开式中的常数项为_____________,展开式中各项系数和为.(用数字作答)【解析】;通项公式,时,可得常数项;令即可得各项系数和为.7. (崇文·理·题10)若的展开式中的常数项为,则实数___________.【解析】;由二项式定理.令.于是有.8. (海淀·理科·题12)在二项式的展开式中,的系数是,则实数的值为.1【解析】 1;由二项式定理,.当时,,于是的系数为,从而.。
专题 30 排列组合、二项式定理(理)年 份题号 考 点考 查 内 容2011 理 8 二项式定理 二项式定理的应用,常数项的计算 2023 理 2排列与组合 简单组合问题卷 1 理 9 二项式定理 二项式定理的应用以及组合数的计算 2023卷 2理 5 二项式定理 二项式定理的应用 卷 1 理 13 二项式定理 二项式展开式系数的计算2023卷 2 理 13 二项式定理 二项式展开式系数的计算 卷 1 理 10 二项式定理 三项式展开式系数的计算2023卷 2 理 15 二项式定理 二项式定理的应用卷 1 理 14 二项式定理 二项式展开式指定项系数的计算 卷 2 理 5 排列与组合 计数原理、组合数的计算2023卷 3理 12 排列与组合 计数原理的应用 卷 1 理 6 二项式定理 二项式展开式系数的计算 卷 2 理 6 排列与组合 排列组合问题的解法2023卷 3理 4 二项式定理 二项式展开式系数的计算 卷 1 理 15 排列与组合 排列组合问题的解法2023 卷 3 理 5 二项式定理 二项式展开式指定项系数的计算2023卷 3 理 4 二项式定理 利用展开式通项公式求展开式指定项的系数 卷 1 理 8 二项式定理 利用展开式通项公式求展开式指定项的系数2023 卷 3理 14二项式定理利用展开式通项公式求展开式常数项考点出现频率2023 年预测考点 102 两个计数原理的应用 23 次考 2 次 考点 103 排列问题的求解 23 次考 0 次 考点 104 组合问题的求解23 次考 4 次 考点 105 排列与组合的综合应用 23 次考 2 次 考点 106 二项式定理23 次考 11 次命题角度:(1)分类加法计数原理;(2)分步乘法计数原 理;(3)两个计数原理的综合应用.核心素养:数学建模、数学运算考点102 两个计数原理的应用1.(2023 全国II 理)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(答案)B(解析)由题意可知E →F 有6 种走法,F →G 有3 种走法,由乘法计数原理知,共有6 ⨯ 3 = 18 种走法,应选B.2.(2023 新课标理1 理)4 位同学各自在周六、周日两天中任选一天参加公益活动,则周六、周日都有同学参加公益活动的概率为A.18B.3824 - 2 7C.58D.78(答案)D(解析)P ==.24 83.(2023 湖北理)回文数是指从左到右读与从右到左读都一样的正整数.如22,121,3443,94249 等.显然2位回文数有9 个:11,22,33,…,99.3 位回文数有90 个:101,111,121,…,191,202,…,999.则(Ⅰ)4 位回文数有个;(Ⅱ) 2n +1 (n ∈N+) 位回文数有个.(解析)(Ⅰ)4 位回文数只用排列前面两位数字,后面数字就可以确定,但是第—位不能为0,有9(1~9)种情况,第二位有10(0~9)种情况,所以4 位回文数有9 ⨯10 = 90 种.答案:90(Ⅱ)解法一:由上面多组数据研究发觉,2n +1 位回文数和2n + 2 位回文数的个数相同,所以可以算出2n + 2位回文数的个数.2n + 2 位回文数只用看前n +1位的排列情况,第—位不能为0 有9 种情况,后面n 项每项有10 种情况,所以个数为9 ⨯10n .解法二:可以看出2 位数有9 个回文数,3 位数90 个回文数。
数学题选(排列、组合、二项式定理)
排列、组合、二项式定理是数学中的重要概念,它们能够帮助我们更有效地面对相关的数
学问题。
排列是从一定的数字或字母中取出部分或全部,按照一定的顺序排列起来,称之为排列。
比如从数字1,2,3,4中选取任意两个数字,并将其排列起来,那么有4种排列方式,
分别是12,21,13,31。
组合是从一定的数字或字母中取出部分或全部,按照顺序不求,组合成一组数,称之为组合。
比如从数字1,2,3,4中取出任意两个数字,并组合起来,那么有6种组合可能性,分别是12,13,14,23,24,34。
二项式定理也叫做二项式定数,它表示从n个事物中抽取k个不同的元素,其有多少种不
同的可能性,它定义的是一个包含一系列非负整数的函数,这种函数是由两个参数决定的,分别是n和k。
公式表示为:
C(n,k) = n!/( (n-k)! * k!),其中,!表示阶乘。
以上三个概念都是数学中非常重要的概念,它们被广泛应用于计算概率,求解离散数学问题,甚至编程中的编程算法等等。
总的来说,排列、组合、二项式定理是数学中重要的概念,学习这些概念有助于我们分析
几何问题,找出有效的解决方案。
高三数学排列组合与二项式定理试题答案及解析1.某种饮料每箱装5听,其中有3听合格,2听不合格,现质检人员从中随机抽取2听进行检测,则检测出至少有一听不合格饮料的概率是( )A.B.C.D.【答案】【解析】从中随机抽取2听进行检测,总的方法数为,检测出至少有一听不合格饮料的方法数为,所以,检测出至少有一听不合格饮料的概率是,故选.【考点】组合问题,古典概型.2.的展开式中各项系数的和为2,则该展开式中常数项为【答案】【解析】根据题意,由于的展开式中各项系数的和为2,则可知令x=1,得到1+a=2,a=1,则可知表达式为展开式,当r=2,r=3对应的项的系数与,x陪凑相乘可知得到常数项为40,故答案为40.【考点】二项式定理点评:主要是考查了二项式定理的展开式的运用,属于基础题。
3.我国第一艘航母“辽宁舰”在某次舰载机起降飞行训练中,有架舰载机准备着舰,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.B.C.D.【答案】C【解析】分三步:把甲、乙捆绑为一个元素,有种方法;与戊机形成三个“空”,把丙、丁两机插入空中有种方法;考虑与戊机的排法有种方法.由乘法原理可知共有种不同的着舰方法.故应选C.【考点】排列、组合。
点评:我们在排序过程中,常用到相邻“捆绑”和不相邻“插空”的方法进行排序,在捆绑时,我们要注意其内部的顺序。
4.设编号为1,2,3,4,5,6的六个茶杯与编号为1,2,3,4,5,6的六个茶杯盖,将这六个杯盖盖在茶杯上,恰好有2 个杯盖与茶杯编号相同的盖法有A.24种B.135种C.9种D.360种【答案】B2种结果,剩下的四个小球和四个盒【解析】首先从6个号中选两个放到同号的盒子里,共有C6子,要求球的号码与盒子的号码不同,首先第一个球有3种结果,与被放上球的盒子同号的球有三种方法,余下的只有一种方法,根据分步计数原理的结果解:由题意知本题是一个分步计数问2=15种结果,剩下的四个小球和四个盒题,首先从6个号中选两个放到同号的盒子里,共有C6子,要求球的号码与盒子的号码不同,首先第一个球有3种结果,与被放上球的盒子同号的球有三种方法,余下的只有一种方法共有3×3=9种结果,根据分步计数原理得到共有15×9=135种结果.故选B.【考点】分步计数问题点评:本题考查分步计数问题,本题解题的关键是选出球号和盒子号一致的以后4个小球和四个盒子的方法,本题是一个基础题5.设,则二项式展开式中的项的系数为()A.B.20C.D.160【答案】C【解析】根据题意,由于,那么可知a=-2,同时由于二项式,令12-3r=3,r=3,则可知展开式中的项的系数为,故答案为C【考点】二项式定理点评:主要是考查了二项式定理的展开式通项公式的运用,属于基础题。
高考数学专题:排列、组合与二项式定理问题练习试题一.排列与组合问题1.某科技小组有四名男生两名女生,现从中选出三名同学参加比赛,其中至少一名女生入选的不同选法种数为( )A .36CB .1225C C C .12212424C C C CD .36A2.某校需要在5名男生和5名女生中选出4人参加一项文化交流活动,由于工作需要,男生甲与男生乙至少有一人参加活动,女生丙必须参加活动,则不同的选人方式有( )A .56种B .49种C .42种D .14种 3.五人排成一排,甲与乙不相邻,且甲与丙也不相邻的不同排法有( )A .60种B .48种C .36种D .24种4.某单位有7个连在一起的停车位,现有3辆不同型号的车需要停放,如果要求剩余的4个空车位连在一起,则不同的停放方法有( )A .16种B .18种C .24种D .32种5.为迎接2008年北京奥运会,某校举行奥运知识竞赛,有6支代表队参赛,每队2名同学,若12名参赛同学中有4人获奖,且这4人来自3个不同的代表队,则不同获奖情况种数共有( )A .412CB .3111162223C C C C C C .31116322C C C C D .311112622232C C C C C A 6.A 、B 两点之间有6条网线并联,它们能通过的最大信息量分别为1,1,2,2,3,4,现从中任取三条网线且使这三条网线通过最大信息量的和大于等于6的方法共有( )A .13种B .14种C .15种D .16种7.有一排7只发光二级管,每只二级管点亮时可发出红光或绿光,若每次恰有3只二级管点亮,但相邻的两只二级管不能同时点亮,根据这三只点亮的二级管的不同位置或不同颜色来表示不同的信息,则这排二级管能表示的信息种数共有( )A .10B .48C .60D .808.数列{}n a 共七项,其中五项为1,两项为2,则满足上述条件的数列{}n a 共有( )A .21个B .25个C .32个D .42个 9.三个人踢毽,互相传递,每人每次只能踢一下,由甲开始踢,经过5次传递后,毽又踢回给甲,则不同的传递方式共有( )A .6种B .8种C .10种D .16种 10.5个大小都不同的数按如图形式排列,设第一行中的最大数为a ,第二行中的最大数为b ,则满足a b <的所有排列的个数是( )A .144B .72C .36D .2411.有A ,B ,C ,D ,E ,F 共6个不同的油气罐准备用甲,乙,丙3台卡车运走,每台卡车运两个,但卡车甲不能运A 罐,卡车乙不能运B 罐,此外无其它限制. 要把这6个油气罐分配给这3台卡车,则不同的分配方案种数为( )A .168B .84C .56D .4212.若m 、2210{|1010}n x x a a a ∈=⨯+⨯+,其中(0,1,2){1,2,3,4,5,6}i a i =∈,并且606m n +=,则实数对(,)m n 表示平面上不同点的个数为( )A .32个B .30个C .62个D .60个 13.由0、1、2、3这四个数字,可组成无重复数字的三位偶数有_______个.14.从1,2,…,9这九个数中,随机抽取3个不同的数,则这3个数的和为奇数的概率是____________(用数字作答).15.如图所示,画中的一朵花,有五片花瓣.现有四种不同颜色的画笔可供选择,规定每片花瓣都要涂色,且只涂一种颜色.若涂完的花中颜色相同的花瓣恰有三片,则不同涂法种数为_______(用数字作答).二.二项式定理1.已知23132nx x ⎛⎫- ⎪⎝⎭的展开式中含有常数项(非零),则正整数n 的可能值是( )A .6B .5C .4D .32.已知622x x p ⎛⎫- ⎪⎝⎭的展开式中,不含x 的项是2720,那么正数p 的值是( ) A .1 B .2 C .3 D .43.已知31nx ⎛⎫ ⎪⎝⎭的展开式中第二项与第三项的系数之和等于27,则n 等于______,系数最大的项是第___________项.4.621x x ⎛⎫- ⎪⎝⎭的展开式中第四项的系数为___________.(用数字作答) 5.6)21(x -展开式中所有项的系数之和为________;63)21)(1(x x -+展开式中5x 的系数为__________.6.62)21(x x -展开式中5x 的系数为______________.7.已知n x )21(+的展开式中含3x 项的系数等于含x 项的系数的8倍,则n 等于__________.8.已知n+的二项展开式的第6项是常数项,那么n =_______. 9.62)2(x x+的展开式中的常数项是______________(用数字作答). 10. 在6(12)x -的展开式,含2x 项的系数为_________________;所有项的系数的和为_______________. 11.在n的展开式中,前三项的系数的绝对值依次组成一个等差数列,则n =______,展开式中第五项的二项式系数为_____(用数字作答). 12.82)2(x +的展开式中12x 的系数等于______________(用数字作答). 13.210(1)x -的展开式中2x 的系数是______________,如果展开式中第4r 项和第2r +项的二项式系数相等,则r 等于____________. 14. 若62a x x ⎛⎫- ⎪⎝⎭的展开式中常数项为160-,则常数a 的值为_________,展开式中各项系数之和为_________.答案一.1.C2.B3.C4.C5.C6.C7.D8.A9.C10.B11.D12.D13.1014.10 2115.240二1.B2.C 3.9,5 4.-20 5.1,-132 6.-160 7.58.10 9.60 10.60,111.8,70 12.112 13.-10,2 14.1,1。
高考数学《二项式定理》真题含答案一、选择题1.(x +1)6的展开式中的第二项为( )A .6xB .15x 2C .6x 5D .15x 4答案:C2.⎝⎛⎭⎫x 2-2x 3 5 的展开式中的常数项为( ) A .80 B .-80C .40D .-40答案:C解析:由二项展开式通项知T k +1=(-2)k C k 5 ·(x 2)5-k ⎝⎛⎭⎫1x 3 k=(-2)k C k 5 x 10-5k ,令10-5k =0,得k =2.∴常数项为T 3=(-2)2C 25 =40.3.(多选)已知(a +2b )n 的展开式中第6项的二项式系数最大,则n 的值可能为( )A .8B .9C .10D .11答案:BCD4.若(x +2)⎝⎛⎭⎫a x -x 5 展开式中的常数项为80,则a =( )A .-2B .2C .±2D .4答案:B解析:⎝⎛⎭⎫a x -x 5 的展开式的通项公式为T k +1=C k 5 ·(-1)k ·a 5-k ·x 2k -5,显然,2k -5为奇数,故(x +2)⎝⎛⎭⎫a x -x 5 展开式中的常数项为C 25 ·a 3=80,所以a =2. 5.若(x -2y )6的展开式中的二项式系数和为S ,x 2y 4的系数为P ,则P S为( ) A .152 B .154C .120D .240答案:B解析:由题意得S =26=64,P =C 46 (-2)4=15×16=240,∴P S =24064 =154. 6.在二项式⎝⎛⎭⎫x +3x n 的展开式中,各项系数之和为A ,各项二项式系数之和为B ,且A +B =72,则展开式中常数项的值为( )A .6B .9C .12D .18答案:B解析:在⎝⎛⎭⎫x +3x n的展开式中令x =1,得A =4n ,各项二项式系数之和为B =2n ,由 4n +2n =72,得n =3,∴⎝⎛⎭⎫x +3x n =⎝⎛⎭⎫x +3x 3 ,其通项为T k +1=C k 3 (x )3-k ⎝⎛⎭⎫3x k =3k C k 3 x 3-3k 2,令3-3k 2=0,得k =1,故展开式的常数项为T 2=3C 13 =9. 7.⎝⎛⎭⎫x +y 2x (x +y )5的展开式中x 3y 3的系数为( ) A .5 B .10C .15D .20答案:C解析:要求⎝⎛⎭⎫x +y 2x (x +y )5的展开式中x 3y 3的系数,只要分别求出(x +y )5的展开式中x 2y 3和x 4y 的系数再相加即可,由二项式定理可得(x +y )5的展开式中x 2y 3的系数为C 35 =10,x 4y 的系数为C 15 =5,故⎝⎛⎭⎫x +y 2x (x +y )5的展开式中x 3y 3的系数为10+5=15.故选C. 8.设S =(x -1)4+4(x -1)3+6(x -1)2+4(x -1)+1,则S =( )A .(x -2)4B .(x -1)4C .x 4D .(x +1)4答案:C解析:S =C 04 (x -1)4+C 14 (x -1)3+C 24 (x -1)2+C 34 (x -1)1+C 44 (x -1)0=(x -1+1)4=x 4.9.(多选)已知(2+x )(1-2x )5=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4+a 5x 5+a 6x 6,则( )A .a 0的值为2B .a 5的值为16C .a 1+a 2+a 3+a 4+a 5+a 6的值为-5D .a 1+a 3+a 5的值为120答案:ABC解析:对于A ,令x =0,得a 0=2×1=2,故A 正确;对于B ,(1-2x )5的展开式的通项T k +1=C k 5 (-2x )k =(-2)k C k 5 x k ,所以a 5=2×(-2)5C 55 +1×(-2)4C 45 =-64+80=16,故B 正确;对于C ,令x =1,得(2+1)(1-2×1)5=a 0+a 1+a 2+a 3+a 4+a 5+a 6 ①,即a 1+a 2+a 3+a 4+a 5+a 6=-3-a 0=-3-2=-5,故C 正确;对于D ,令x =-1,得(2-1)[1-2×(-1)]5=a 0-a 1+a 2-a 3+a 4-a 5+a 6 ②,由①②解得a 1+a 3+a 5=-123,故D 不正确.综上所述,选ABC.二、填空题10.[2024·全国甲卷(理)](13+x )10的展开式中,各项系数中的最大值为______. 答案:5解析:方法一 二项式(13 +x )10的展开式的通项为T k +1=C k 10 (13)10-k x k . 由⎩⎨⎧Ck 10 (13)10-k >C k -110 (13)11-k ,C k 10 (13)10-k >C k +110 (13)9-k ,解得294 <k <334. 又k ∈N *,所以k =8.所以所求系数的最大值为C 810 (13 )2=5.方法二 展开式中系数最大的项一定在下面的5项中:C 510 (13 )5x 5,C 610 (13)4x 6,C 710 (13 )3x 7,C 810 (13 )2x 8,C 910 (13 )1x 9,计算可得,所求系数的最大值为C 810 (13)2=5. 11.在二项式(2 +x )9的展开式中,常数项是________,系数为有理数的项的个数是______________.答案:162 5解析:该二项展开式的第k +1项为T k +1=C k 9 (2 )9-k x k ,当k =0时,第1项为常数项,所以常数项为(2 )9=162 ;当k =1,3,5,7,9时,展开式的项的系数为有理数,所以系数为有理数的项的个数为5.12.在(x -1x)7的展开式中,系数最大的是第________项. 答案:5解析:二项式⎝⎛⎭⎫x -1x 7的展开式的通项为T k +1=C k 7 ·x 7-k ·(-1)k x -k =(-1)k C k 7 x 7-2k ,故第k +1项的系数为(-1)k C k 7 ,当k =0,2,4,6时,系数为正,因为C 07 <C 67 <C 27 <C 47 ,所以当k =4时,系数最大,是第5项.。
高三数学排列组合与二项式定理试题答案及解析1.三张卡片的正反面分别写有1和2,3和4,5和6,若将三张卡片并列,可得到不同的三位数(6不能作9用)的个数为()A.8B.6C.14D.48【答案】D【解析】方法一:第一步,选数字.每张卡片有两个数字供选择,故选出3个数字,共有23=8(种)选法.第二步,排数字.要排好一个三位数,又要分三步,首先排百位,有3种选择,由于排出的三位数各位上的数字不可能相同,因而排十位时有2种选择,排个位只有一种选择.故能排出3×2×1=6(个)不同的三位数.由分步乘法计数原理知共可得到8×6=48(个)不同的三位数.方法二:第一步,排百位有6种选择,第二步,排十位有4种选择,第三步,排个位有2种选择.根据分步乘法计数原理,共可得到6×4×2=48(个)不同的三位数.2.设、、为整数,若和被除得余数相同,则称和对模同余,记.若,且,则的值可以为()A.B.C.D.【答案】A【解析】,因此除的余数为,即,因此的值可以为,故选A.【考点】1.二项式定理;2.数的整除性3.5名志愿者到3个不同的地方参加义务植树,则每个地方至少有一名志愿者的方案共有____种.【答案】150【解析】将5名志愿者分到3个不同的地方参加义务植树,且每个地方至少有一名志愿者,则分配至3地的人数模式只有“1、1、3”与“1、2、2”这两种模式.设这3地分别为甲、乙、丙.(1)当分配的人数模式是“1、1、3”时,即甲、乙、丙3地中有一地是3个人,其他两地都只有1人,则共有(种).即先从三地中选一地是分配3个人的,再从5名志愿者中选三人派到该地.剩余2人再分配至其余两地.(2) 当分配的人数模式是“1、2、2”时,即甲、乙、丙3地中有一地是1个人,其他两地都有2人,则共有(种).即先从三地中选一地是只分配1个人的,再从5名志愿者中选1人派到该地.剩余4人再选出2人分配至其余两地中的某地,那剩余2人即是最后一地所得.综上所述,共有60+90=150种方案.【考点】排列与组合4.如图是网络工作者经常用来解释网络运作的蛇形模型:数字1出现在第1行;数字2,3出现在第2行;数字6,5,4(从左至右)出现在第3行;数字7,8,9,10出现在第4行;依次类推,则(1)按网络运作顺序第n行第一个数字(如第2行第一个数字为2,第3行第一个数字为4,…)是;(2)第63行从左至右的第4个数应是.【答案】(1)。
高二数学排列组合与二项式定理试题答案及解析1.的二项展开式中,项的系数是()A.45B.90C.135D.270【答案】C【解析】的二项展开式中,,令r=4得,项的系数是=135,选C。
【考点】二项展开式的通项公式点评:简单题,二项式展开式的通项公式是,。
2.设,则的值为【答案】-2.【解析】根据题意,由于,则令x=-1,则可知等式左边为-2,故可知=-2,因此答案为-2.【考点】二项式定理点评:主要是考查了二项式定理的运用,属于基础题。
3.已知二项式的展开式中第四项为常数项,则等于A.9B.6C.5D.3【答案】C【解析】根据题意,由于二项式的展开式中第四项为常数项,那么其通项公式为,故答案为5,选C.【考点】二项式定理点评:主要是考查了二项式定理中展开式的通项公式的运用,属于基础题。
4.已知,则 .【答案】66【解析】根据题意,由于,故可知,故可知答案为66.【考点】组合数公式点评:主要是考查了组合数性质的运用,属于基础题。
5.已知离散型随机变量的分布列如下表.若,,则,.【答案】【解析】由分布列性质可得,【考点】分布列期望方差点评:在分布列中各概率之和为1,借助于分布列结合期望方差公式可计算这两个量6.已知()能被整除,则实数的值为【答案】【解析】根据题意,由于,根据二项式定理展开式可知,那么由于()能被整除,且被11除的余数为2,那么可知2+a能被11整除,可知a==9,故答案为9.【考点】二项式定理的运用点评:主要是考查了二项式定理来解决整除问题的运用,属于基础题。
7. ( -)6的二项展开式中的常数项为_____.(用数字作答)【答案】-160【解析】由二项式定理得通项得,,取得常数项。
故选D。
【考点】二项式定理点评:在两项式定理中,通项是最重要的知识点,解决此类题目,必然用到它。
8. 4名同学到某景点旅游,该景点有4条路线可供游览,其中恰有1条路线没有被这4个同学中的任何1人游览的情况有A.36种B.72种C.81种D.144种【答案】D【解析】由题意可知4人选择了4条线路中的3条,不同的游览情况共有种【考点】排列组合点评:求解本题按照先分组后分配的思路求解9.已知,则二项式展开式中的系数为_________.【答案】10【解析】,展开的通项为,令,系数为【考点】定积分与二项式定理点评:定积分,其中,二项式的展开式第项是10.若N,且则()A.81B.16C. 8D.1【答案】A【解析】根据题意,由于,可知n=4,那么当x=-1时可知等式左边为 ,那么右边表示的为81,故答案为81,选A 【考点】二项式定理点评:主要是考查了二项式定理以及系数和的求解,属于基础题。
高二数学排列组合与二项式定理试题答案及解析1.已知的展开式前三项中的的系数成等差数列.(1)求展开式中所有的的有理项;(2)求展开式中系数最大的项.【答案】(1)第1项和第5项和第9项。
(2),【解析】(1)根据题意,由于的展开式前三项中的的系数成等差数列.,故可知n=8则可知有理项为,,(2)系数最大项,【考点】二项式定理点评:主要是考查了二项式定理的运用,属于基础题。
2.把一同排6张座位编号为1,2,3,4,5,6的电影票全部分给4个人,每人至少分1张,至多分2张,且这两张票具有连续的编号,那么不同的分法种数是A.168B.96C.72D.144【答案】D【解析】本题可以采用‘挡板法”来解题,任选三个插入挡板把数分成四组,把两个连续的空未插入挡板出现三个数字相连的情况去掉,把分成的四部分在四个位置上排列,得到结果解:∵要把6张票分给4个人,∴要把票分成四份,∵1,2,3,4,5,6之间有五个空,任选三个插入挡板把数分成四组共有C53种结果,其中如果有两个连续的空未插入挡板,则出现三个数字相连,共有4种情况要排除掉(具体为第一、二;第二、三;第三、四;第四、五空隙未插挡板),把分成的四部分在四个位置上排列,∴有(C53-4)×A44=144,故选D.【考点】排列组合问题点评:本题是一个限制条件比较多的问题,是一个实际问题,排列组合问题在实际问题中的应用,在计算时要求做到兼顾所有的条件,先排约束条件多的元素,做到不重不漏,注意实际问题本身的限制条件3.已知,求(1)的值。
(2)的值。
(3)的值。
【答案】(1)1093(2)(3)【解析】解:令①令②(①--②)得(①+②)得即展开式中各项系数和。
=【考点】二项式定理点评:主要是考查了二项式定理的运用,属于基础题。
4.乒乓球运动员10人,其中男女运动员各5人,从这10名运动员中选出4人进行男女混合双打比赛,选法种数为()A.B.C.D.【答案】D【解析】首先从5名男运动员中选2人有种方法,从5名女运动员中选2人有种方法,将4人按照男女混双分成2组有种方法,所以不同的选法共有种【考点】排列组合点评:此类题目的求解一般按照先选择后排列的方法分步完成5.甲、乙等5人站成一排,其中甲、乙不相邻的不同排法共有()A.144种B.72种C.36 种D.12种【答案】B【解析】根据题意,由于甲、乙等5人站成一排,所有的情况有 ,而对于甲、乙相邻的情况有,那么可知不相邻的情况有-=72,选B.【考点】排列与组合点评:本题主要考查排列与组合及两个基本原理,求出甲、乙两人恰好相邻的方法数为A22•A44,是解题的关键.6.教育局组织直属学校的老师去新疆地区支教,现甲学校有2名男老师和3名女老师愿意去支教,乙学校有3名男老师和3名女老师愿意去支教,由于名额有限,教育局决定从甲学校选2人去支教,乙学校选1人去支教,若被选去支教的3名老师中必须有男老师,则乙学校被选去支教的老师是女老师的概率为【答案】【解析】根据题意,由于被选去支教的3名老师中必须有男老师,那么从甲学校选2人去支教,乙学校选1人去支教所有的情况有 ,而对于选去支教的3名老师中必须有男老师,则乙学校被选去支教的老师是女老师的情况有,那么可知其概率为,故答案为【考点】排列组合点评:本题考查排列组合知识,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.7.某班新年联欢会原定的5个节目已排成节目单,开演前又增加了两个新节目.如果将这两个节目插入原节目单中,那么不同插法的种数为()A.42B.30C.20D.12【答案】A【解析】原定的5个节目之间有6个位。
排列、组合、二项式定理-基本原理一、排列排列是组合数学中的一个概念,指的是从一组元素中按照一定的顺序选取若干元素进行排列的方法总数。
在排列中,元素的顺序是重要的,不同的顺序会生成不同的排列。
排列的计算可以采用阶乘来表示。
例如,从3个元素A、B、C中选取2个进行排列,可以有以下6种不同的排列结果: AB、AC、BA、BC、CA、CB排列的计算公式可以表示为: P(n, k) = n! / (n-k)!其中P(n, k)表示从n个元素中选取k个进行排列的方法总数,n!表示n的阶乘。
排列的计算方法可以用于解决很多实际问题,如计算赛事的比赛安排、编码问题等。
二、组合组合是组合数学中的另一个重要概念,指的是从一组元素中选取若干个元素进行组合的方法总数。
在组合中,元素的顺序不重要,相同的元素组合的结果是相同的。
组合的计算可以采用组合数来表示。
例如,从3个元素A、B、C中选取2个进行组合,可以有以下3种不同的组合结果: AB、AC、BC组合的计算公式可以表示为: C(n, k) = n! / (k! * (n-k)!)其中C(n, k)表示从n个元素中选取k个进行组合的方法总数,n!表示n的阶乘。
组合的计算方法可以应用于解决实际问题,如抽奖问题、分组问题等。
三、二项式定理二项式定理是代数学中的一个基本定理,用于展开两项式的幂。
二项式定理的表述如下:(a + b)^n = C(n, 0) * a^n * b^0 + C(n, 1) * a^(n-1) * b^1 + C(n, 2) * a^(n-2) * b^2 + … + C(n, n-1) * a^1 * b^(n-1) + C(n, n) * a^0 * b^n其中(a + b)^n表示一个二项式的幂展开结果,C(n, k)表示从n个元素中选取k 个进行组合的方法总数。
二项式定理的展开结果是一系列组合数的线性组合。
二项式定理的应用非常广泛,例如在概率统计中的二项分布、二项树和二项式堆等。
排列组合与二项式定理1. 排列组合排列组合是概率论与组合数学中非常重要的概念。
它们在各种数学和统计问题中起着关键作用。
在本文档中,我们将介绍排列组合的基本概念,以及它们在计算二项式定理中的应用。
1.1 排列排列是指从一组元素中选取一部分,按一定的顺序进行排列。
在数学符号中,排列表示为 nPm,其中 n 表示可选元素的数量, m 表示选取的元素的数量。
排列的计算公式如下:nPm = n! / (n-m)!其中,! 表示阶乘操作,即将一个正整数 n 与所有小于它的正整数相乘。
1.2 组合组合是指从一组元素中选取一部分,不考虑顺序的情况。
在数学符号中,组合表示为 nCm,其中 n 表示可选元素的数量, m 表示选取的元素的数量。
组合的计算公式如下:nCm = n! / (m! * (n-m)!)1.3 例子假设有一个由 A、B、C 三个元素组成的集合。
我们希望从中选取两个元素进行排列和组合,那么可以使用排列和组合的计算公式进行计算:•排列:3P2 = 3! / (3-2)! = 3•组合:3C2 = 3! / (2! * (3-2)!) = 3可以看到,排列结果为 3,即从集合中选取两个元素并进行排列的结果有 3 种。
而组合结果也为 3,即从集合中选取两个元素并进行组合的结果有 3 种。
2. 二项式定理二项式定理是指一个二项式的任意幂展开式的结果。
在数学中,一个二项式的一般形式为 (a + b)^n,其中 a 和 b 是实数,n 是正整数。
二项式定理通过展开这个二项式,给出了展开式中各项的系数。
二项式定理的公式如下:(a + b)^n = C(n, 0) * a^n * b^0 + C(n, 1) * a^(n-1) * b^1 + …+ C(n, n) * a^0 * b^n其中,C(n, k) 表示从 n 个元素中选取 k 个元素进行组合的数量。
2.1 例子假设我们希望展开 (a + b)^3 这个二项式。
普通高中课程标准实验教科书—数学[人教版]高三新数学第一轮复习教案(讲座39)—排列、组合、二项式定理一.课标要求:1.分类加法计数原理、分步乘法计数原理通过实例,总结出分类加法计数原理、分步乘法计数原理;能根据具体问题的特征,选择分类加法计数原理或分步乘法计数原理解决一些简单的实际问题;2.排列与组合通过实例,理解排列、组合的概念;能利用计数原理推导排列数公式、组合数公式,并能解决简单的实际问题;3.二项式定理能用计数原理证明二项式定理;会用二项式定理解决与二项展开式有关的简单问题。
二.命题走向本部分内容主要包括分类计数原理、分步计数原理、排列与组合、二项式定理三部分;考查内容:(1)两个原理;(2)排列、组合的概念,排列数和组合数公式,排列和组合的应用;(3)二项式定理,二项展开式的通项公式,二项式系数及二项式系数和。
排列、组合不仅是高中数学的重点内容,而且在实际中有广泛的应用,因此新高考会有题目涉及;二项式定理是高中数学的重点内容,也是高考每年必考内容,新高考会继续考察。
考察形式:单独的考题会以选择题、填空题的形式出现,属于中低难度的题目,排列组合有时与概率结合出现在解答题中难度较小,属于高考题中的中低档题目;预测2018年高考本部分内容一定会有题目涉及,出现选择填空的可能性较大,与概率相结合的解答题出现的可能性较大。
三.要点精讲1.排列、组合、二项式知识相互关系表2.两个基本原理(1)分类计数原理中的分类;(2)分步计数原理中的分步;正确地分类与分步是学好这一章的关键。
3.排列(1)排列定义,排列数(2)排列数公式:系m n A =)!(!m n n -=n·(n -1)…(n -m+1); (3)全排列列:n n A =n!;(4)记住下列几个阶乘数:1!=1,2!=2,3!=6,4!=24,5!=120,6!=720;4.组合(1)组合的定义,排列与组合的区别;(2)组合数公式:C n m =)!(!!m n m n -=12)1(1)m -(n 1)-n (⨯⨯⨯-⨯+ m m n ; (3)组合数的性质①C n m =C n n-m ;②r n r n r n C C C 11+-=+;③rC n r =n·C n-1r-1;④C n 0+C n 1+…+C n n =2n ;⑤C n 0-C n 1+…+(-1)n C n n =0,即 C n 0+C n 2+C n 4+…=C n 1+C n 3+…=2n-1;5.二项式定理(1)二项式展开公式:(a+b)n =C n 0a n +C n 1a n-1b+…+C n k a n-k b k +…+C n n b n ;(2)通项公式:二项式展开式中第k+1项的通项公式是:T k+1=C n k a n-k b k ;6.二项式的应用(1)求某些多项式系数的和;(2)证明一些简单的组合恒等式;(3)证明整除性。
①求数的末位;②数的整除性及求系数;③简单多项式的整除问题;(4)近似计算。
当|x|充分小时,我们常用下列公式估计近似值:①(1+x)n ≈1+nx ;②(1+x)n ≈1+nx+2)1(-n n x 2;(5)证明不等式。
四.典例解析题型1:计数原理例1.完成下列选择题与填空题(1)有三个不同的信箱,今有四封不同的信欲投其中,则不同的投法有 种。
A .81B .64C .24D .4(2)四名学生争夺三项冠军,获得冠军的可能的种数是( )A .81B .64C .24D .4(3)有四位学生参加三项不同的竞赛,①每位学生必须参加一项竞赛,则有不同的参赛方法有 ;②每项竞赛只许有一位学生参加,则有不同的参赛方法有 ;③每位学生最多参加一项竞赛,每项竞赛只许有一位学生参加,则不同的参赛方法有 。
解析:(1)完成一件事是“分步”进行还是“分类”进行,是选用基本原理的关键。
将“投四封信”这件事分四步完成,每投一封信作为一步,每步都有投入三个不同信箱的三种方法,因此:N=3×3×3×3=34=81,故答案选A。
本题也可以这样分类完成,①四封信投入一个信箱中,有C31种投法;②四封信投入两个信箱中,有C32(C41·A22+C42·C22)种投法;③四封信投入三个信箱,有两封信在同一信箱中,有C42·A33种投法、,故共有C31+C32(C41·A22+C42C22)+C42·A33=81(种)。
故选A。
(2)因学生可同时夺得n项冠军,故学生可重复排列,将4名学生看作4个“店”,3项冠军看作“客”,每个“客”都可住进4家“店”中的任意一家,即每个“客”有4种住宿法。
由分步计数原理得:N=4×4×4=64。
故答案选B。
(3)①学生可以选择项目,而竞赛项目对学生无条件限制,所以类似(1)可得N=34=81(种);②竞赛项目可以挑学生,而学生无选择项目的机会,每一项可以挑4种不同学生,共有N=43=64(种);③等价于从4个学生中挑选3个学生去参加三个项目的竞赛,每人参加一项,故共有C43·A33=24(种)。
例2.(18江苏卷)今有2个红球、3个黄球、4个白球,同色球不加以区分,将这9个球排成一列有种不同的方法(用数字作答)。
解析:本题考查排列组合的基本知识,由题意可知,因同色球不加以区分,实际上是一个组合问题,共有4239531260C C C 。
点评:分步计数原理与分类计数原理是排列组合中解决问题的重要手段,也是基础方法,在高中数学中,只有这两个原理,尤其是分类计数原理与分类讨论有很多相通之处,当遇到比较复杂的问题时,用分类的方法可以有效的将之化简,达到求解的目的。
题型2:排列问题例3.(1)(18北京卷)在1,2,3,4,5这五个数字组成的没有重复数字的三位数中,各位数字之和为奇数的共有()(A)36个(B)24个(C)18个(D)6个(2)(18福建卷)从4名男生和3名女生中选出3人,分别从事三项不同的工作,若这3人中至少有1名女生,则选派方案共有()(A)118种(B)186种(C)216种(D)270种(3)(18湖南卷)在数字1,2,3与符号+,-五个元素的所有全排列中,任意两个数字都不相邻的全排列个数是()A.6 B. 12 C. 18 D. 24(4)(18重庆卷)高三(一)班学要安排毕业晚会的4各音乐节目,2个舞蹈节目和1个曲艺节目的演出顺序,要求两个舞蹈节目不连排,则不同排法的种数是()(A )1800 (B )3600 (C )4320 (D )5040 解析:(1)依题意,所选的三位数字有两种情况:(1)3个数字都是奇数,有33A 种方法(2)3个数字中有一个是奇数,有1333C A ,故共有33A +1333C A =24种方法,故选B ;(2)从全部方案中减去只选派男生的方案数,合理的选派方案共有3374A A -=186种,选B ;(3)先排列1,2,3,有336A =种排法,再将“+”,“-”两个符号插入,有222A =种方法,共有12种方法,选B ;(4)不同排法的种数为5256A A =3600,故选B 。
点评:合理的应用排列的公式处理实际问题,首先应该进入排列问题的情景,想清楚我处理时应该如何去做。
例4.(1)(18天津卷)用数字0,1,2,3,4组成没有重复数字的五位数,则其中数字1,2相邻的偶数有 个(用数字作答);(2)(18上海春)电视台连续播放6个广告,其中含4个不同的商业广告和2个不同的公益广告,要求首尾必须播放公益广告,则共有 种不同的播放方式(结果用数值表示).解析:(1)可以分情况讨论:① 若末位数字为0,则1,2,为一组,且可以交换位置,3,4,各为1个数字,共可以组成33212A ⋅=个五位数;② 若末位数字为2,则1与它相邻,其余3个数字排列,且0不是首位数字,则有2224A ⋅=个五位数;③ 若末位数字为4,则1,2,为一组,且可以交换位置,3,0,各为1个数字,且0不是首位数字,则有222(2)A ⋅⋅=8个五位数,所以全部合理的五位数共有24个。
(2)分二步:首尾必须播放公益广告的有A 22种;中间4个为不同的商业广告有A 44种,从而应当填 A 22·A 44=48. 从而应填48。
点评:排列问题不可能解决所有问题,对于较复杂的问题都是以排列公式为辅助。
题型三:组合问题例5.(1)(18重庆卷)将5名实习教师分配到高一年级的3个班实习,每班至少1名,最多2名,则不同的分配方案有( )(A )30种 (B )90种 (C )180种 (D )270种(2)(18天津卷)将4个颜色互不相同的球全部放入编号为1和2的两个盒子里,使得放入每个盒子里的球的个数不小于该盒子的编号,则不同的放球方法有( )A .10种B .20种C .36种D .52种解析:(1)将5名实习教师分配到高一年级的3个班实习,每班至少1名,最多2名,则将5名教师分成三组,一组1人,另两组都是2人,有12542215C C A ⋅=种方法,再将3组分到3个班,共有331590A ⋅=种不同的分配方案,选B ;(2)将4个颜色互不相同的球全部放入编号为1和2的两个盒子里,使得放入每个盒子里的球的个数不小于该盒子的编号,分情况讨论:①1号盒子中放1个球,其余3个放入2号盒子,有144C =种方法;②1号盒子中放2个球,其余2个放入2号盒子,有246C =种方法;则不同的放球方法有10种,选A 。
点评:计数原理是解决较为复杂的排列组合问题的基础,应用计数原理结合例6.(1)(18陕西卷)某校从8名教师中选派4名教师同时去4个边远地区支教(每地1人),其中甲和乙不同去,则不同的选派方案共有 种;(2)(18全国II )5名志愿者分到3所学校支教,每个学校至少去一名志愿者,则不同的分派方法共有( )(A )150种 (B)180种 (C)200种 (D)280种解析:(1)可以分情况讨论,① 甲去,则乙不去,有3464C A ⋅=480种选法;②甲不去,乙去,有3464C A ⋅=480种选法;③甲、乙都不去,有46A =360种选法;共有1320种不同的选派方案;(2)人数分配上有1,2,2与1,1,3两种方式,若是1,2,2,则有3113521322C C C A A ⨯=60种,若是1,1,3,则有1223542322C C C A A ⨯=90种,所以共有150种,选A 。
点评:排列组合的交叉使用可以处理一些复杂问题,诸如分组问题等;题型4:排列、组合的综合问题例7.平面上给定10个点,任意三点不共线,由这10个点确定的直线中,无三条直线交于同一点(除原10点外),无两条直线互相平行。