2017届高考数学(理)(新课标)二轮专题复习作业:8+推理、计数原理、二项式定理
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—————————— 教育资源共享 步入知识海洋 ————————第2讲 计数原理、随机变量、数学归纳法[考情考向分析] 1.考查分类计数原理、分步计数原理与排列、组合的简单应用,B 级要求. 2.考查n 次独立重复试验的模型及二项分布、离散型随机变量的数学期望与方差,B 级要求.3.考查数学归纳法的简单应用,B 级要求.热点一 计数原理与二项式定理例1 (2018·苏州调研)已知f n (x )=⎝⎛⎭⎪⎫x 2+3a x 3n ,n ∈N *.(1)当a =1时,求f 5(x )展开式中的常数项;(2)若二项式f n (x )的展开式中含有x 7的项,当n 取最小值时,展开式中含x 的正整数次幂的项的系数之和为10,求实数a 的值.解 二项式⎝⎛⎭⎪⎫x 2+3a x 3n的展开式通项为T r +1=C r n ()x 2n -r ⎝ ⎛⎭⎪⎫3a x 3r =C r n (3a )r x2n -5r(r =0,1,2,…,n ), (1)当n =5,a =1时,f (x )的展开式的常数项为T 3=9C 25=90. (2)令2n -5r =7,则r =2n -75∈N ,所以n 的最小值为6,当n =6时,二项式⎝⎛⎭⎪⎫x 2+3a x 36的展开式通项为T r +1=C r 6(3a )r x12-5r(r =0,1,2,…,6), 则展开式中含x 的正整数次幂的项为T 1,T 2,T 3,它们的系数之和为 C 06+C 16(3a )+C 26(3a )2=135a 2+18a +1=10, 即15a 2+2a -1=0,解得a =-13或15.思维升华 涉及二项式定理的试题要注意以下几个方面:(1)某一项的二项式系数与这一项的系数是两个不同的概念,必须严格加以区别. (2)根据所给式子的结构特征,对二项式定理的逆用或变用,注意活用二项式定理是解决二项式问题应具备的基本素质.(3)关于x 的二项式(a +bx )n(a ,b 为常数)的展开式可以看成是关于x 的函数,且当x 给予某一个值时,可以得到一个与系数有关的等式,所以,当展开式涉及到与系数有关的问题时,可以利用函数思想来解决.跟踪演练1 (2018·江苏丹阳高级中学期中)设n ≥3,n ∈N *,在集合{}1,2,…,n 的所有元素个数为2的子集中,把每个子集的较大元素相加,和记为a ,较小元素之和记为b . (1)当n =3时,求a ,b 的值;(2)求证:对任意的n ≥3,n ∈N *,b a为定值.(1)解 当n =3时,集合{}1,2,3的所有元素个数为2的子集为{}1,2, {}1,3,{}2,3,所以a =2+3+3=8,b =1+1+2=4.(2)证明 当n ≥3,n ∈N *时,依题意,b =1×C 1n -1+2×C 1n -2+3×C 1n -3+…+()n -2×1(2)C n n --+()n -1×1(1)C n n --, a =2×C 11+3×C 12+4×C 13+…+()n -1×C 1n -2+n ×C 1n -1=2×1+3×2+4×3+…+()n -1×()n -2+n ×()n -1.则a2=C 22+C 23+C 24+…+C 2n =C 33+C 23+C 24+…+C 2n =C 34+C 24+…+C 2n =…=C 3n +1, 所以a =2C 3n +1.又a +b =(n -1)(1+2+3+…+n )=n ()n +12×()n -1=3C 3n +1,所以b =C 3n +1.故b a =12.热点二 随机变量及其概率分布例2 (2018·南京师大附中考前模拟)如图,设P 1,P 2,…,P 6为单位圆上逆时针均匀分布的六个点.现任选其中三个不同点构成一个三角形,记该三角形的面积为随机变量S .(1)求S =32的概率; (2)求S 的概率分布及数学期望E (S ).解 (1)从六个点中任选三个不同点构成一个三角形共有C 36种不同选法, 其中S =32的为有一个角是30°的直角三角形,(如△P 1P 4P 5),共6×2=12种,所以P ⎝ ⎛⎭⎪⎫S =32=12C 36=35. (2)S 的所有可能取值为34,32,334. S =34的为顶角是120°的等腰三角形(如△P 1P 2P 3), 共6种,所以P ⎝ ⎛⎭⎪⎫S =34=6C 36=310. S =334的为等边三角形(如△P 1P 3P 5), 共2种,所以P ⎝⎛⎭⎪⎫S =334=2C 36=110.又由(1)知P ⎝ ⎛⎭⎪⎫S =32=12C 36=35,故S 的概率分布为所以E (S )=34×310+32×35+334×110=9320. 思维升华 求解一般的随机变量的数学期望的基本方法先根据随机变量的意义,确定随机变量可以取哪些值,然后根据随机变量取这些值的意义求出取这些值的概率,列出概率分布,根据数学期望公式计算.跟踪演练2 (2018·南通、徐州、扬州等六市模拟)在某公司举行的年终庆典活动中,主持人利用随机抽奖软件进行抽奖:由电脑随机生成一张如图所示的3×3表格,其中1格设奖300元,4格各设奖200元,其余4格各设奖100元,点击某一格即显示相应金额.某人在一张表中随机不重复地点击3格,记中奖的总金额为X 元.(1)求概率P ()X =600;(2)求X 的概率分布及数学期望E (X ).解 (1)从3×3表格中随机不重复地点击3格,共有C 39种不同情形,则事件“X =600”包含两类情形:第一类是3格各得奖200元;第二类是1格得奖300元,一格得奖200元,一格得奖100元,其中第一类包含C 34种情形,第二类包含C 11·C 14·C 14种情形. ∴P ()X =600=C 34+C 11·C 14·C 14C 39=521. (2)X 的所有可能值为300,400,500,600,700. 则P ()X =300=C 34C 39=484=121,P ()X =400=C 14·C 24C 39=2484=27,P ()X =500=C 11·C 24+C 14·C 24C 39=3084=514, P (X =600)=521,P ()X =700=C 11·C 24C 39=684=114.∴X 的概率分布为∴E ()X =300×121+400×27+500×514+600×521+700×114=500.热点三 数学归纳法例3 (2018·江苏姜堰、溧阳、前黄中学联考)已知数列{}a n 满足a n =C 0n +C 1n +12+C 2n +222+C 3n +323+…+C nn +n 2n ,n ∈N *. (1)求a 1, a 2, a 3的值;(2)猜想数列{}a n 的通项公式,并证明. 解 (1)a 1=2, a 2=4, a 3=8. (2)猜想: a n =2n (n ∈N *). 证明如下:①当n =1时,由(1)知结论成立; ②假设当n =k (k ∈N *,k ≥1)时结论成立, 则有a k =C 0k +C 1k +12+C 2k +222+C 3k +323+…+C kk +k 2k =2k.则当n =k +1时,a k +1=C 0k +1+C 1k +1+12+C 2k +1+222+C 3k +1+323+…+C k +1k +1+k +12k +1.由C k +1n +1=C k +1n +C kn 得a k +1=C 0k +C 1k +1+C 0k +12+C 2k +2+C 1k +222+C 3k +3+C 2k +323+…+C k k +k +C k -1k +k 2k+C k +1k +1+k +12k +1 =2k+C 0k +12+C 1k +222+C 2k +323+…+C k -1k +k 2k +C k +1k +1+k +12k +1=2k+12⎝ ⎛⎭⎪⎫C 0k +1+C 1k +22+C 2k +322+…+C k -1k +k 2k -1+C k +1k +1+k +12k =2k+12⎝ ⎛⎭⎪⎫C 0k +1+C 1k +22+C 2k +322+…+C k -1k +1+k -12k -1+C k k +1+k +C k +1k +1+k 2k . 又Ck +1k +1+k=()2k +1!k !()k +1!=()2k +1!()k +1()k +1k !()k +1!=12()2k +1!()2k +2()k +1!()k +1!=12C k +1k +1+k +1, a k +1=2k+12⎝ ⎛⎭⎪⎫C 0k +1+C 1k +22+C 2k +322+…+C k -1k +1+k -12k -1+C k k +1+k 2k +C k +1k +1+k +12k +1,于是a k +1=2k+12a k +1.所以a k +1=2k +1,故n =k +1时结论也成立.由①②得,a n =2n,n ∈N *.思维升华 在数学归纳法中,归纳奠基和归纳递推缺一不可.在较复杂的式子中,注意由n =k 到n =k +1时,式子中项数的变化应仔细分析,观察通项.同时还应注意,不用假设的证法不是数学归纳法.跟踪演练3 (2018·常州期末)记()x +1×⎝ ⎛⎭⎪⎫x +12×…×⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1n (n ≥2且n ∈N *)的展开式中含x 项的系数为S n ,含x 2项的系数为T n . (1)求S n ;(2)若T nS n=an 2+bn +c 对n =2,3,4成立,求实数a ,b ,c 的值; (3)对(2)中的实数a ,b ,c 用数学归纳法证明:对任意n ≥2且n ∈N*, T nS n=an 2+bn +c 都成立. (1)解 S n =1+2+…+nn != n +12()n -1!.(2)解T 2S 2=23, T 3S 3=116, T 4S 4=72,则⎩⎪⎨⎪⎧23=4a +2b +c ,116=9a +3b +c ,72=16a +4b +c ,解得a =14, b =-112, c =-16,(3)证明 ①当n =2时,由(2)知等式成立; ②假设n =k (k ∈N *,且k ≥2)时,等式成立,即T k S k =14k 2-112k -16. 当n =k +1时,由f (x )=()x +1×⎝ ⎛⎭⎪⎫x +12×…×⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1k ×⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1k +1=⎣⎢⎡⎦⎥⎤()x +1×⎝ ⎛⎭⎪⎫x +12×…×⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1k ×⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1k +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫1k !+S k x +T k x 2+…⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1k +1,知T k +1=S k +1k +1T k =k +12()k -1!·⎣⎢⎡⎦⎥⎤1+1k +1⎝ ⎛⎭⎪⎫14k 2-112k -16,所以T k +1S k +1= k +12()k -1!⎣⎢⎡⎦⎥⎤1+1k +1⎝ ⎛⎭⎪⎫14k 2-112k -16k +1+12k !=k k +2⎝ ⎛⎭⎪⎫k +1+3k 2-k -212=k ()3k +512,又14()k +12-112()k +1-16 =k ()3k +512, 等式也成立;综上可得,对任意n ≥2且n ∈N *,都有T n S n =n 24-n 12-16成立.1.(2018·全国大联考江苏卷)(1)求4C 47-7C 36+k C k n n C k -1n -1(n ≥k ,且n ,k ∈N *)的值.(2)设f (n )=1·C 1n ·3+2·C 2n ·32+…+n C n n ·3n (n ∈N *),求方程f (n )=3 840的所有解. 解 (1)因为4C 47=4×35=140, 7C 36=7×20=140,k C k n =k ·n !k !(n -k )!= n ·(n -1)!(k -1)![(n -1)-(k -1)]!=n C k -1n -1(n ≥k ,且n ,k ∈N *). 所以4C 47-7C 36+k C knn C k -1n -1=1.(2)由(1)知k C k n =n C k -1n -1对1≤k ≤n ,且n ,k ∈N *成立. 所以f (n )=n (C 0n -13+C 1n -132+…+C n -1n -13n), 所以f (n )=3n (C 0n -1+C 1n -13+…+C n -1n -13n -1)=3n (1+3)n -1=3n ·4n -1(n ∈N *).又因为f (n +1)f (n )=3(n +1)·4n 3n ·4n -1 =4(n +1)n =4+4n>1,即f (n +1)>f (n )对n ∈N *成立, 所以f (n )是关于n (n ∈N *)的递增函数. 又因为f (n )=3 840=3×5×44=f (5),所以当且仅当n =5时才满足条件,即n =5是方程f (n )=3 840的唯一解.2.(2018·江苏)设n ∈N *,对1,2,…,n 的一个排列i 1i 2…i n ,如果当s <t 时,有i s >i t ,则称(i s ,i t )是排列i 1i 2…i n 的一个逆序,排列i 1i 2…i n 的所有逆序的总个数称为其逆序数.例如:对1,2,3的一个排列231,只有两个逆序(2,1),(3,1),则排列231的逆序数为2.记f n (k )为1,2,…,n 的所有排列中逆序数为k 的全部排列的个数. (1)求f 3(2),f 4(2)的值;(2)求f n (2)(n ≥5)的表达式(用n 表示).解 (1)记τ(abc )为排列abc 的逆序数,对1,2,3的所有排列,有τ(123)=0,τ(132)=1,τ(213)=1,τ(231)=2,τ(312)=2,τ(321)=3, 所以f 3(0)=1,f 3(1)=f 3(2)=2.对1,2,3,4的排列,利用已有的1,2,3的排列,将数字4添加进去,4在新排列中的位置只能是最后三个位置.因此,f 4(2)=f 3(2)+f 3(1)+f 3(0)=5.(2)对一般的n (n ≥4)的情形,逆序数为0的排列只有一个:12…n ,所以f n (0)=1. 逆序数为1的排列只能是将排列12…n 中的任意相邻两个数字调换位置得到的排列,所以f n (1)=n -1.为计算f n +1(2),当1,2,…,n 的排列及其逆序数确定后,将n +1添加进原排列,n +1在新排列中的位置只能是最后三个位置.因此,f n +1(2)=f n (2)+f n (1)+f n (0)=f n (2)+n .当n ≥5时,f n (2)=[f n (2)-f n -1(2)]+[f n -1(2)-f n -2(2)]+…+[f 5(2)-f 4(2)]+f 4(2)=(n -1)+(n -2)+…+4+f 4(2)=n 2-n -22,因此,当n ≥5时,f n (2)=n 2-n -22.3.已知实数数列{a n }满足:a 1=3,a n =n +23n·(a n -1+2),n ≥2. 证明:当n ≥2时,{a n }是单调减数列. 证明 当n ≥1时,有a n +1-a n =⎣⎢⎡⎦⎥⎤n +33(n +1)-1a n +2(n +3)3(n +1)=23(n +1)(n +3-na n).下面用数学归纳法证明:a n >1+3n(n ≥2,n ∈N *).(1)当n =2时,a 2=46(3+2)=103>1+32;(2)假设当n =k (k ∈N *,k ≥2)时,结论成立,即a k >1+3k.那么,a k +1=k +33(k +1)(a k +2)>k +33(k +1)⎝ ⎛⎭⎪⎫1+3k +2=1+3k >1+31+k.故由(1)(2)知,a n >1+3n(n ≥2,n ∈N *).因此,当n ≥2,n ∈N *时,a n +1-a n =23(n +1)(n +3-na n )<0,即当n ≥2时,{a n }是单调减数列.4.(2018·江苏盐城中学模拟)某乐队参加一户外音乐节,准备从3首原创新曲和5首经典歌曲中随机选择4首进行演唱.(1)求该乐队至少演唱1首原创新曲的概率;(2)假定演唱一首原创新曲观众与乐队的互动指数为a (a 为常数),演唱一首经典歌曲观众与乐队的互动指数为2a .求观众与乐队的互动指数之和X 的概率分布及数学期望.解 (1)设“至少演唱1首原创新曲”为事件A ,则事件A 的对立事件A 为“没有1首原创新曲被演唱”.所以P (A )=1-P (A )=1-C 45C 48=1314.所以该乐队至少演唱1首原创新曲的概率为1314.(2)设随机变量x 表示被演唱的原创新曲的首数,则x 的所有可能值为0,1,2,3. 依题意知,X =ax +2a (4-x ),故X 的所有可能值依次为8a,7a,6a,5a .则P (X =8a )=P (x =0)=C 45C 48=114,P (X =7a )=P (x =1)=C 13C 35C 48=37,P (X =6a )=P (x =2)=C 23C 25C 48=37,P (X =5a )=P (x =3)=C 33C 15C 48=114.从而X 的概率分布为所以X 的数学期望E (X )=8a ×114+7a ×37+6a ×37+5a ×114=132a .A 组 专题通关1.某年级星期一至星期五每天下午排3节课,每天下午随机选择1节作为综合实践课(上午不排该课程),张老师与王老师分别任教甲、乙两个班的综合实践课程. (1)求这两个班“在星期一不同时上综合实践课”的概率;(2)设这两个班“在一周中同时上综合实践课的节数”为X ,求X 的概率分布与数学期望E (X ). 解 (1)这两个班“在星期一不同时上综合实践课”的概率为P =1-33×3=23.(2)由题意得X ~B ⎝ ⎛⎭⎪⎫5,13, P (X =k )=C k5⎝ ⎛⎭⎪⎫13k ⎝ ⎛⎭⎪⎫235-k ,k =0,1,2,3,4,5. 所以X 的概率分布为所以X 的数学期望E (X )=5×13=53.2.(2018·江苏省南京师大附中模拟)设集合A ,B 是非空集合M 的两个不同子集.(1)若M ={a 1,a 2},且A 是B 的子集,求所有有序集合对(A ,B )的个数;(2)若M ={a 1,a 2,a 3,…,a n },且A 的元素个数比B 的元素个数少,求所有有序集合对(A ,B )的个数.解 (1)若集合B 含有2个元素,即B ={a 1,a 2}, 则A =∅,{}a 1,{}a 2,则(A ,B )的个数为3;若集合B 含有1个元素,则B 有C 12种,不妨设B ={a 1},则A =∅,此时(A ,B )的个数为C 12×1=2.综上,(A ,B )的个数为5.(2)集合M 有2n个子集,又集合A ,B 是非空集合M 的两个不同子集, 则不同的有序集合对(A ,B )的个数为2n (2n-1).若A 的元素个数与B 的元素个数一样多,则不同的有序集合对(A ,B )的个数为 C 0n (C 0n -1)+C 1n (C 1n -1)+C 2n (C 2n -1)+…+C n n (C nn -1)= ()C 0n 2+()C 1n 2+()C 2n 2+…+()C n n 2-(C 0n +C 1n +C 2n +…+C nn ),又(x +1)n(x +1)n的展开式中x n的系数为()C 0n 2+()C 1n 2+()C 2n 2+…+()C n n 2,且(x +1)n (x +1)n =(x +1)2n 的展开式中x n 的系数为C n2n , 所以()C 0n 2+()C 1n 2+()C 2n 2+…+()C n n 2=C n2n .因为C 0n +C 1n +C 2n +…+C n n =2n,所以当A 的元素个数与B 的元素个数一样多时, 有序集合对(A ,B )的个数为C n 2n -2n.所以,A 的元素个数比B 的元素个数少时,有序集合对(A ,B )的个数为 2n (2n -1)-(C n 2n -2n )2=22n -C n2n2.3.已知()1+x 2n +1=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 2n +1x2n +1,n ∈N *.记T n =∑nk =0()2k +1a n -k .(1)求T 2的值;(2)化简T n 的表达式,并证明:对任意的n ∈N *,T n 都能被4n +2整除. 解 由二项式定理,得a i =C i2n +1(i =0,1,2,…,2n +1). (1)T 2=a 2+3a 1+5a 0=C 25+3C 15+5C 05=30. (2)∵()n +1+k C n +1+k2n +1=()n +1+k ·()2n +1!()n +1+k !()n -k !=()2n +1·()2n !()n +k !()n -k !=()2n +1C n +k2n ,∴T n =∑nk =0()2k +1a n -k =∑nk =0()2k +1Cn -k 2n +1=∑nk =0()2k +1C n +1+k2n +1=∑nk =0[]2()n +1+k -()2n +1C n +1+k2n +1=2∑nk =0()n +1+k Cn +1+k 2n +1-()2n +1∑nk =0C n +1+k2n +1=2()2n +1∑nk =0Cn +k 2n-()2n +1∑nk =0C n +1+k 2n +1=2()2n +1·12·()22n +C n 2n -()2n +1·12·22n +1=()2n +1C n 2n .∴T n =()2n +1C n2n =()2n +1()C n -12n -1+C n2n -1=2()2n +1C n2n -1.∵C n 2n -1∈N *,∴T n 能被4n +2整除.4.是否存在正整数m 使得f (n )=(2n +7)·3n+9对任意正整数n 都能被m 整除?若存在,求出最大的m 的值,并证明你的结论;若不存在,说明理由.解 由f (n )=(2n +7)·3n+9,得f (1)=36,f (2)=3×36,f (3)=10×36,f (4)=34×36,由此猜想m =36. 下面用数学归纳法证明: ①当n =1时,结论显然成立;②假设当n =k (k ∈N *,k ≥1)时,结论成立,即f (k )能被36整除, 设f (k )=(2k +7)·3k +9=t ·36. 当n =k +1时,f (k +1)=[2(k +1)+7]·3k +1+9=(2k +7)·3k +1+2·3k +1+9=3[(2k +7)·3k+9]+18(3k -1-1)=3·36t +18·2s =36(3t +s ). 所以当n =k +1时结论成立.由①②可知,对一切正整数n ,存在正整数m ,使得f (n )=(2n +7)·3n +9都能被m 整除,m 的最大值为36.B 组 能力提高5.(2018·常州模拟)已知正四棱锥P -ABCD 的侧棱和底面边长相等,在这个正四棱锥的8条棱中任取两条,按下列方式定义随机变量ξ的值:若这两条棱所在的直线相交,则ξ的值是这两条棱所在直线的夹角大小(弧度制); 若这两条棱所在的直线平行,则ξ=0;若这两条棱所在的直线异面,则ξ的值是这两条棱所在直线所成角的大小(弧度制). (1)求P ()ξ=0的值;(2)求随机变量ξ的概率分布及数学期望E ()ξ.解 根据题意,该四棱锥的四个侧面均为等边三角形,底面为正方形,容易得到△PAC ,△PBD 为等腰直角三角形, ξ的可能取值为: 0, π3, π2,共C 28=28种情况,其中,当ξ=0时,有2种;当ξ=π3时,有3×4+2×4=20(种);当ξ=π2时,有2+4=6(种).(1)P ()ξ=0=228=114. (2)P ⎝ ⎛⎭⎪⎫ξ=π3=2028=57, P ⎝ ⎛⎭⎪⎫ξ=π2=628=314, 根据(1)的结论,随机变量的概率分布如下表:根据上表, E ()ξ=0×114+π3×57+π2×314=2984π. 6.设P (n ,m )=∑k =0n(-1)k C knmm +k,Q (n ,m )=C n n +m ,其中m ,n ∈N *.(1)当m =1时,求P (n,1)·Q (n,1)的值;(2)对∀m ∈N *,证明:P (n ,m )·Q (n ,m )恒为定值.(1)解 当m =1时,P (n,1)=∑k =0n(-1)k C kn11+k=1n +1∑k =0n (-1)k C k +1n +1=1n +1, 又Q (n,1)=C nn +1=n +1,显然P (n,1)·Q (n,1)=1.(2)证明 P (n ,m )=∑k =0n(-1)k C knmm +k=1+∑k =1n -1(-1)k(C kn -1+C k -1n -1)mm +k+(-1)nmm +n=1+∑k =1n -1(-1)k Ck n -1mm +k+∑k =1n(-1)k C k -1n -1mm +k=P (n -1,m )+∑k =1n(-1)k C k -1n -1mm +k=P (n -1,m )-m n ∑k =0n (-1)k C k n m m +k=P (n -1,m )-m nP (n ,m ). 即P (n ,m )=nm +nP (n -1,m ), 由累乘,易求得P (n ,m )=n !m !(n +m )!=1C n n +m,又Q (n ,m )=C nn +m ,所以P (n ,m )·Q (n ,m )=1.7.已知数列{a n }是等差数列,且a 1,a 2,a 3是⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12x m展开式的前三项的系数.(1)求⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12x m展开式的中间项;(2)当n ≥2时,试比较1a n +1a n +1+1a n +2+…+1a n 2与13的大小.解 (1)⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12x m =1+C 1m ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +C 2m ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2+…+C m m ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x m,依题意a 1=1,a 2=12m ,a 3=m (m -1)8,由2a 2=a 1+a 3,可得m =1(舍去)或m =8.所以⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12x m展开式的中间项是第五项,T 5=C 48⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 4=358x 4. (2)由(1)知,a n =3n -2,当n =2时,1a n +1a n +1+1a n +2+…+1a n 2=1a 2+1a 3+1a 4=14+17+110=69140>13;当n =3时,1a n +1a n +1+1a n +2+…+1a n 2=1a 3+1a 4+1a 5+…+1a 9=17+110+113+116+119+122+125=17+⎝ ⎛⎭⎪⎫110+113+116+⎝ ⎛⎭⎪⎫119+122+125 >18+⎝ ⎛⎭⎪⎫116+116+116+⎝ ⎛⎭⎪⎫132+132+132 =18+316+332>18+316+116>13. 猜测:当n ≥2时,1a n +1a n +1+1a n +2+…+1a n 2>13.以下用数学归纳法加以证明: ①当n =2时,结论成立.②假设当n =k (k ≥2,k ∈N *)时,1a k +1a k +1+1a k +2+…+1a k 2>13,则当n =k +1时,1a k +1+1a (k +1)+1+1a (k +1)+2+…+1a (k +1)2=⎣⎢⎡⎦⎥⎤1a k +1a k +1+1a (k +1)+1+1a (k +1)+2+…+1a k 2+⎣⎢⎡⎦⎥⎤1a k 2+1+1a k 2+2+…+1a (k +1)2-1a k >13+⎣⎢⎡⎦⎥⎤1a k 2+1+1a k 2+2+…+1a (k +1)2-1a k >13+2k +1a (k +1)2-1a k=13+2k +13(k +1)2-2-13k -2=13+(2k +1)(3k -2)-[3(k +1)2-2][3(k +1)2-2](3k -2) =13+3k 2-7k -3[3(k +1)2-2](3k -2). 由k ≥3可知,3k 2-7k -3>0, 即1a k +1+1a (k +1)+1+1a (k +1)+2+…+1a (k +1)2>13. 综合①②,可得当n ≥2时, 1a n +1a n +1+1a n +2+…+1a n 2>13. 8.设|θ|<π2,n 为正整数,数列{a n }的通项公式a n =sin n π2·tan nθ,其前n 项和为S n .(1)求证:当n 为偶数时,a n =0;当n 为奇数时,a n =(-1)12n -tan nθ.(2)求证:对任意正整数n ,S 2n =12sin 2θ·[1+(-1)n +1·tan 2nθ].证明 (1)因为a n =sinn π2tan nθ.当n 为偶数时,设n =2k (k ∈N *),a n =a 2k =sin 2k π2tan 2k θ=sin k π·tan 2kθ=0,a n =0.当n 为奇数时,设n =2k -1(k ∈N *),a n =a 2k -1 =sin (2k -1)π2tan 2k -1θ=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫k π-π2·tan 2k -1θ.当k =2m (m ∈N *)时,a n =a 2k -1=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2m π-π2·tan 4m -1θ=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2·tan 4m -1θ=-tan 4m -1θ,此时n -12=2m -1,a n =a 2k -1=-tan 4m -1θ=(-1)2m -1tan 4m -1θ=(-1)12n -tan nθ.当k =2m -1(m ∈N *)时,a n =a 2k -1=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2m π-3π2·tan 4m -3θ =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-3π2·tan 4m -3θ=tan 4m -3θ,此时n -12=2m -2,a n =a 2k -1=tan4m -3θ=(-1)2m -2tan4m -3θ=(-1)12n -tan nθ.综上,当n 为偶数时,a n =0; 当n 为奇数时,a n =(-1)12n -tan nθ.(2)当n =1时,由(1)得S 2=a 1+a 2=tan θ, 12sin 2θ[1+(-1)n +1tan 2n θ]=12sin 2θ(1+tan 2θ) =sin θ·cos θ·1cos 2θ=tan θ. 故当n =1时,命题成立.假设当n =k (k ∈N *,k ≥1)时命题成立, 即S 2k =12sin 2θ·[1+(-1)k +1tan 2kθ].当n =k +1时,由(1)得S 2(k +1)=S 2k +a 2k +1+a 2k +2=S 2k +a 2k +1=12sin 2θ·[1+(-1)k +1tan 2k θ]+(-1)k tan 2k +1θ=12sin 2θ·⎣⎢⎡⎦⎥⎤1+(-1)k+1tan2kθ+(-1)k·2sin 2θtan2k+1θ=12sin 2θ·⎣⎢⎡⎦⎥⎤1+(-1)k+2·tan2k+2θ⎝⎛⎭⎪⎫-1tan2θ+2sin 2θtan θ=12sin 2θ·⎣⎢⎡⎦⎥⎤1+(-1)k+2·tan2k+2θ⎝⎛⎭⎪⎫-cos2θsin2θ+1sin2θ=12sin 2θ·[1+(-1)k+2·tan2k+2θ].即当n=k+1时命题成立.综上所述,对正整数n,命题成立.。
二项式定理【考点梳理】1.二项式定理(1)二项式定理:(a +b )n=C 0n a n+C 1n a n -1b +…+C r n a n -r b r +…+C n n b n (n ∈N *);(2)通项公式:T r +1=C r n an -r b r,它表示第r +1项;(3)二项式系数:二项展开式中各项的系数C 0n ,C 1n ,…,C nn . 2.二项式系数的性质3.各二项式系数和(1)(a +b )n 展开式的各二项式系数和:C 0n +C 1n +C 2n +…+C n n =2n.(2)偶数项的二项式系数的和等于奇数项的二项式系数的和,即C 0n +C 2n +C 4n +…=C 1n +C 3n +C 5n +…=2n -1.【考点突破】考点一、展开式中的特定项或特定项的系数【例1】(1)⎝⎛⎭⎪⎫x 2-12x 6的展开式中,常数项是( )A .-54B .54C .-1516D .1516(2)已知⎝ ⎛⎭⎪⎫x -a x 5的展开式中含x 32的项的系数为30,则实数a =________.[答案] (1) D (2) -6[解析] (1)T r +1=C r6(x 2)6-r⎝ ⎛⎭⎪⎫-12x r =⎝ ⎛⎭⎪⎫-12rC r 6x12-3r ,令12-3r =0,解得r =4,∴常数项为⎝ ⎛⎭⎪⎫-124C 46=1516.(2)⎝ ⎛⎭⎪⎫x -a x 5的展开式的通项为T r +1=C r 5(x )5-r ·⎝⎛⎭⎪⎫-a x r =(-a )r C r5·x 5-2r2.依题意,令5-2r =3,得r =1,∴(-a )1·C 15=30,解得a =-6. 【类题通法】1.求展开式中的特定项或其系数.可依据条件写出第k +1项,再由特定项的特点求出k 值即可.2.已知展开式的某项或其系数求参数.可由某项得出参数项,再由通项公式写出第k +1项,由特定项得出k 值,最后求出其参数. 【对点训练】1.(2x +x )5的展开式中,x 3的系数是________(用数字作答). [答案] 10[解析] 由(2x +x )5得T r +1=C r 5(2x )5-r(x )r=25-r C r 5x5-r2,令5-r2=3得r =4,此时系数为10.2.已知(1+3x )n 的展开式中含有x 2项的系数是54,则n =________. [答案] 4[解析] (1+3x )n的展开式的通项为T r +1=C rn (3x )r,令r =2,得T 3=9C 2n x 2,由题意得9C 2n =54,解得n =4.【例2】⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1x 2(1+x )6的展开式中x 2的系数为( ) A .15 B .20 C .30 D .35 [答案] C[解析] 因为(1+x )6的通项为C r 6x r ,所以⎝⎛⎭⎪⎫1+1x2(1+x )6展开式中含x 2的项为1·C 26x 2和1x2·C 46x 4,因为C 26+C 46=2C 26=2×6×52×1=30,所以⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1x 2(1+x )6展开式中x 2的系数为30.【类题通法】求解形如(a+b)n(c+d)m的展开式问题的思路(1)若n,m中一个比较小,可考虑把它展开得到多个,如(a+b)2(c+d)m=(a2+2ab+b2)(c +d)m,然后展开分别求解.(2)观察(a+b)(c+d)是否可以合并,如(1+x)5(1-x)7=[(1+x)(1-x)]5(1-x)2=(1-x2)5(1-x)2.(3)分别得到(a+b)n,(c+d)m的通项公式,综合考虑.【对点训练】(x+y)(2x-y)5的展开式中x3y3的系数为________.[答案] 40[解析] 由(2x+x)5得T r+1=C r5(2x)5-r(x)r=25-r C r5x5-r2,令5-r2=3得r=4,此时系数为10.【例3】(x2+x+y)5的展开式中x5y2的系数为( )A.10 B.20 C.30 D.60[答案] C[解析] (x2+x+y)5的展开式的通项为T r+1=C r5(x2+x)5-r·y r,令r=2,则T3=C25(x2+x)3y2,又(x2+x)3的展开式的通项为C k3(x2)3-k·x k=C k3x6-k,令6-k=5,则k=1,所以(x2+x +y)5的展开式中,x5y2的系数为C25C13=30,故选C.【类题通法】求形如(a+b+c)n展开式中特定项的步骤【对点训练】(x +y )(2x -y )5的展开式中x 3y 3的系数为________. [答案] 40[解析] 由二项式定理可得,展开式中含x 3y 3的项为x ·C 35(2x )2(-y )3+y ·C 25(2x )3(-y )2=40x 3y 3,则x 3y 3的系数为40.考点二、二项式系数的和与各项的系数和【例4】(1)若二项式⎝⎛⎭⎪⎫3x 2-1x n的展开式中各项系数的和是512,则展开式中的常数项为( )A .-27C 39 B .27C 39 C .-9C 49 D .9C 49(2)(1-3x )5=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4+a 5x 5,则|a 0|+|a 1|+|a 2|+|a 3|+|a 4|+|a 5|=( )A .1 024B .243C .32D .24 [答案] (1) B (2) A[解析] (1)令x =1得2n=512,所以n =9,故⎝⎛⎭⎪⎫3x 2-1x 9的展开式的通项为T r +1=C r 9(3x 2)9-r⎝ ⎛⎭⎪⎫-1x r=(-1)r C r 9·39-r x 18-3r ,令18-3r =0得r =6,所以常数项为T 7=(-1)6C 69·33=27C 39.(2)令x =-1得a 0-a 1+a 2-a 3+a 4-a 5=|a 0|+|a 1|+|a 2|+|a 3|+|a 4|+|a 5| =[1-(-3)]5=45=1 024. 【类题通法】1.“赋值法”普遍适用于恒等式,是一种重要的方法,对形如(ax +b )n、(ax 2+bx +c )m(a ,b ∈R )的式子求其展开式的各项系数之和,常用赋值法,只需令x =1即可;对形如(ax +by )n(a ,b ∈R )的式子求其展开式各项系数之和,只需令x =y =1即可.2.若f (x )=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a n x n,则f (x )展开式中各项系数之和为f (1),奇数项系数之和为a 0+a 2+a 4+…=f (1)+f (-1)2,偶数项系数之和为a 1+a 3+a 5+…=f (1)-f (-1)2.【对点训练】1.在⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -3n (n ∈N *)的展开式中,所有项系数的和为-32,则1x 的系数等于( )A .360B .-360C .270D .-270 [答案] D[解析] 在⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -3n 中,令x =1可得,其展开式所有项系数的和为(-2)n=-32,则n =5,则⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -35的展开式的通项为T r +1=C r 5⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 5-r (-3)r.令5-r =2,可得r =3,所以展开式中1x的系数为-270.2.若(1+x +x 2)n =a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 2n x 2n,则a 0+a 2+a 4+…+a 2n 等于( ) A .2nB .3n -12C .2n +1D .3n+12[答案] D[解析] 设f (x )=(1+x +x 2)n,则f (1)=3n=a 0+a 1+a 2+…+a 2n ,①f (-1)=1=a 0-a 1+a 2-a 3+…+a 2n ,②由①+②得2(a 0+a 2+a 4+…+a 2n )=f (1)+f (-1), 所以a 0+a 2+a 4+…+a 2n =f (1)+f (-1)2=3n +12.考点三、二项式系数与展开式系数的最值问题【例5】(1)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 =( )A .5B .6C .7D .8 (2) (x +2y )7的展开式中系数最大的项是________. [答案] (1) B (2) 672x 2y 5[解析] (1)根据二项式系数的性质知:(x +y )2m的二项式系数最大有一项,C m2m =a ,(x +y )2m +1的二项式系数最大有两项,C m 2m +1=C m +12m +1=b .又13a =7b ,所以13C m 2m =7C m2m +1,将各选项中m的取值逐个代入验证,知m =6满足等式,所以选B.(2)(x +2y )7的展开式的通项为T r +1=2r C r 7x7-r yr.由⎩⎪⎨⎪⎧2r -1C r -17≤2r C r7,2r C r 7≥2r +1C r +17,可得133≤r ≤163.∵r=0,1,…,7,∴r =5.∴(x +2y )7的展开式中系数最大的项是T 6=25C 57x 2y 5=672x 2y 5. 【类题通法】1.求二项式系数的最大值,则依据(a +b )n中n 的奇偶及二次项系数的性质求解. 2.求展开式系数的最大值,有两个思路,如下:思路一:由于二项展开式中的系数是关于正整数n 的式子,可以看作关于n 的数列,通过判断数列单调性的方法从而判断系数的增减性,并根据系数的单调性求出系数的最值.思路二:由于展开式系数是离散型变量,因此在系数均为正值的前提下,求最大值只需解不等式组⎩⎪⎨⎪⎧a k ≥a k -1,a k ≥a k +1即可求得答案.【对点训练】1.(x -2y )6的展开式中,二项式系数最大的项的系数为________(用数字作答). [答案] -160[解析] 因为二项式系数最大的项是T 4=C 36x 3(-2y )3=-160x 3y 3,所以(x -2y )6的展开式中,二项式系数最大的项的系数为-160.2.在⎝⎛⎭⎪⎫x -a x 5的展开式中x 3的系数等于-5,则该展开式各项的系数中最大值为( ) A .5 B .10 C .15 D .20 [答案] B[解析] 由T r +1=C r 5x5-r⎝ ⎛⎭⎪⎫-a x r =(-a )r C r 5x 5-2r ,r =0,1,2,…,5,由5-2r =3,解得r =1,所以(-a )C 15=-5a =-5,解得a =1,所以T r +1=(-1)r C r 5x5-2r,r =0,1,2,…,5,当r=0时,(-1)r C r5=1;当r =2时,(-1)2C 25=10;当r =4时,(-1)4C 45=5.所以该展开式各项的系数中最大值为10.故选B.。
2017年普通高等学校招生全国统一考试(全国Ⅱ卷)理科数学解析1.D 【解析】()()()()3i 1i 3i 2i 1i 1i 1i +-+==-++- 2.C【解析】1是方程240x x m -+=的解,1x =代入方程得3m =∴2430x x -+=的解为1x =或3x =,∴{}13B =,3.B【解析】设顶层灯数为1a ,2=q ,()7171238112-==-a S ,解得13a =.4.B【解析】该几何体可视为一个完整的圆柱减去一个高为6的圆柱的一半.2211π310π3663π22=-=⋅⋅-⋅⋅⋅=V V V 总上5.A【解析】目标区域如图所示,当直线-2y =x+z 取到点()63--,时,所求z 最小值为15-.6.D【解析】只能是一个人完成2份工作,剩下2人各完成一份工作.由此把4份工作分成3份再全排得2343C A 36⋅=7.D【解析】四人所知只有自己看到,老师所说及最后甲说的话.甲不知自己成绩→乙、丙中必有一优一良,(若为两优,甲会知道自己成绩;两良亦然)→乙看了丙成绩,知自己成绩→丁看甲,甲、丁中也为一优一良,丁知自己成绩.8.B【解析】0S =,1k =,1a =-代入循环得,7k =时停止循环,3S =.9.A【解析】取渐近线by x a =,化成一般式0bx ay -=,圆心()20,得224c a =,24e =,2e =.10.C【解析】M ,N ,P 分别为AB ,1BB ,11B C 中点,则1AB ,1BC 夹角为MN 和NP 夹角或其补角(异面线所成角为π02⎛⎤ ⎥⎝⎦,)可知112MN AB ==,112NP BC ==, 作BC 中点Q ,则可知PQM △为直角三角形. 1=PQ ,12MQ AC =ABC △中,2222cos AC AB BC AB BC ABC =+-⋅⋅∠14122172⎛⎫=+-⨯⨯⋅-= ⎪⎝⎭,AC则MQ =,则MQP △中,MP =则PMN △中,222cos 2MN NP PM PNM MH NP+-∠=⋅⋅222+-== 又异面线所成角为π02⎛⎤ ⎥⎝⎦,.11.A【解析】()()2121x f x x a x a e -'⎡⎤=+++-⋅⎣⎦, 则()()32422101f a a e a -'-=-++-⋅=⇒=-⎡⎤⎣⎦,则()()211x f x x x e -=--⋅,()()212x f x x x e -'=+-⋅, 令()0f x '=,得2x =-或1x =, 当2x <-或1x >时,()0f x '>, 当21x -<<时,()0f x '<, 则()f x 极小值为()11f =-.12.B【解析】几何法:如图,2PB PC PD +=u u u r u u u r u u u r(D 为BC 中点), 则()2PA PB PC PD PA ⋅+=⋅u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r ,要使PA PD ⋅u u u r u u u r 最小,则PA u u u r ,PD u u u r方向相反,即P 点在线段AD 上,则min 22PD PA PA PD ⋅=-⋅u u u r u u u r u u u r u u u r ,即求PD PA ⋅u u u r u u u r最大值,又3232PA PD AD +==⨯=u u u r u u u r u u u r ,则2233224PA PD PA PD ⎛⎫+⎛⎫ ⎪⋅== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭u u u r u u u r u u u r u u u r ≤, 则min 332242PD PA ⋅=-⨯=-u u u r u u u r .解析法:建立如图坐标系,以BC 中点为坐标原点,∴()03A ,,()10B -,,()10C ,. 设()P x y ,,()3PA x y=--u u u r,,()1PB x y =---u u u r ,,()1PC x y =--u u u r,, ∴()222222PA PB PC x y y ⋅+=-+u u u r u u u r u u u rPD CBA22324x y⎡⎤⎛⎢⎥=+-⎢⎥⎝⎭⎣⎦则其最小值为33242⎛⎫⨯-=-⎪⎝⎭,此时0x=,y.13.1.96【解析】有放回的拿取,是一个二项分布模型,其中0.02=p,100n=则()11000.020.98 1.96xD np p=-=⨯⨯=14.1【解析】()23πsin042f x x x x⎛⎫⎡⎤=+-∈⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭,()231cos4f x x x=-+-令cos x t=且[]01t∈,214y t=-+21t⎛=--+⎝⎭则当t=时,()f x取最大值1.15.2+1nn【解析】设{}n a首项为1a,公差为d.则3123a a d=+=414610S a d=+=求得11a=,1d=,则na n=,()12nn nS+=()()112222122311nk kS n n n n==++++⨯⨯-+∑L11111112122311n n n n⎛⎫=-+-++-+-⎪-+⎝⎭L122111nn n⎛⎫=-=⎪++⎝⎭16.6【解析】28y x =则4p =,焦点为()20F ,,准线:2l x =-, 如图,M 为F 、N 中点,故易知线段BM 为梯形AFMC 中位线, ∵2CN =,4AF =, ∴3ME =又由定义ME MF =, 且MN NF =, ∴6NF NM MF =+=17.【解析】(1)依题得:21cos sin 8sin84(1cos )22B B B B -==⋅=-. ∵22sin cos 1B B +=, ∴2216(1cos )cos 1B B -+=, ∴(17cos 15)(cos 1)0B B --=, ∴15cos 17B =, (2)由⑴可知8sin 17B =. ∵2ABC S =△, ∴1sin 22ac B ⋅=, ∴182217ac ⋅=, ∴172ac =, ∵15cos 17B =, ∴22215217a c b ac +-=, ∴22215a c b +-=,∴22()215a c ac b +--=, ∴2361715b --=, ∴2b =.18. 【解析】(1)记:“旧养殖法的箱产量低于50kg ” 为事件B“新养殖法的箱产量不低于50kg ”为事件C而()0.04050.03450.02450.01450.0125P B =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯0.62=()0.06850.04650.01050.0085P C =⨯+⨯+⨯+⨯0.66=()()()0.4092P A P B P C == (2)由计算可得2K 的观测值为()222006266383415.70510010096104k ⨯⨯-⨯==⨯⨯⨯∵15.705 6.635> ∴()2 6.6350.001P K ≈≥∴有99%以上的把握产量的养殖方法有关. (3)150.2÷=,()0.20.0040.0200.0440.032-++=80.0320.06817÷=,85 2.3517⨯≈ 50 2.3552.35+=,∴中位数为52.35.19.【解析】(1)令PA 中点为F ,连结EF ,BF ,CE .∵E ,F 为PD ,PA 中点,∴EF 为PAD △的中位线,∴12EF AD ∥.又∵90BAD ABC ∠=∠=︒,∴BC AD ∥.又∵12AB BC AD ==,∴12BC AD ∥,∴EF BC ∥. ∴四边形BCEF 为平行四边形,∴CE BF ∥. 又∵BF PAB ⊂面,∴CE PAB 面∥(2)以AD 中点O 为原点,如图建立空间直角坐标系.设1AB BC ==,则(000)O ,,,(010)A -,,,(110)B -,,,(100)C ,,,(010)D ,,,(00P ,.M 在底面ABCD 上的投影为M ',∴MM BM ''⊥.∵45MBM '∠=︒, ∴MBM '△为等腰直角三角形.∵POC △为直角三角形,OC OP ,∴60PCO ∠=︒. 设MM a '=,CM '=,1OM '=-.∴100M ⎛⎫' ⎪ ⎪⎝⎭,,.BM a a '===⇒=∴11OM '==.∴100M ⎛⎫'- ⎪ ⎪⎝⎭,,10M ⎛- ⎝⎭11AM ⎛=- ⎝⎭u u u u r ,(100)AB =u u u r ,,.设平面ABM 的法向量11(0)m y z =u r ,,.110y z =,∴(02)m =-u r ,(020)AD =u u u r ,,,(100)AB =u u u r ,,.设平面ABD 的法向量为2(00)n z =r,,,(001)n =r,,.∴cos ,m n m n m n⋅<>==⋅u r ru r r u r r ∴二面角M AB D --.20. 【解析】 ⑴设()P x y ,,易知(0)N x ,(0)NP y =u u u r ,又0NM ⎛== ⎝u u u u r u u u r∴M x y ⎛⎫⎪⎝⎭,又M 在椭圆上.∴2212x +=,即222x y +=. ⑵设点(3)Q Q y -,,()P P P x y ,,(0)Q y ≠,由已知:()(3)1P P P Q P OP PQ x y y y y ⋅=⋅---=u u u r u u u r,,, ()21OP OQ OP OP OQ OP ⋅-=⋅-=u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r , ∴213OP OQ OP ⋅=+=u u u r u u u r u u u r ,∴33P Q P Q P P Q x x y y x y y ⋅+=-+=. 设直线OQ :3Qy y x =⋅-, 因为直线l 与OQ l 垂直.∴3l Qk y =故直线l 方程为3()P P Qy x x y y =-+, 令0y =,得3()P Q P y y x x -=-, 13P Q P y y x x -⋅=-, ∴13P Q P x y y x =-⋅+,∵33P Q P y y x =+,∴1(33)13P P x x x =-++=-,若0Q y =,则33P x -=,1P x =-,1P y =±,直线OQ 方程为0y =,直线l 方程为1x =-, 直线l 过点(10)-,,为椭圆C 的左焦点.21.【解析】 ⑴ 因为()()ln 0f x x ax a x =--≥,0x >,所以ln 0ax a x --≥.令()ln g x ax a x =--,则()10g =,()11ax g x a x x-'=-=, 当0a ≤时,()0g x '<,()g x 单调递减,但()10g =,1x >时,()0g x <; 当0a >时,令()0g x '=,得1x a=. 当10x a <<时,()0g x '<,()g x 单调减;当1x a>时,()0g x '>,()g x 单调增.若01a <<,则()g x 在11a ⎛⎫ ⎪⎝⎭,上单调减,()110g g a ⎛⎫<= ⎪⎝⎭;若1a >,则()g x 在11a ⎛⎫ ⎪⎝⎭,上单调增,()110g g a ⎛⎫<= ⎪⎝⎭;若1a =,则()()min 110g x g g a ⎛⎫=== ⎪⎝⎭,()0g x ≥.综上,1a =.⑵ ()2ln f x x x x x =--,()22ln f x x x '=--,0x >.令()22ln h x x x =--,则()1212x h x x x-'=-=,0x >. 令()0h x '=得12x =, 当102x <<时,()0h x '<,()h x 单调递减;当12x >时,()0h x '>,()h x 单调递增.所以,()min 112ln 202h x h ⎛⎫==-+< ⎪⎝⎭.因为()22e 2e 0h --=>,()22ln 20h =->,21e 02-⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,,122⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭,,所以在102⎛⎫ ⎪⎝⎭,和12⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭,上,()h x 即()f x '各有一个零点.设()f x '在102⎛⎫ ⎪⎝⎭,和12⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭,上的零点分别为02x x ,,因为()f x '在102⎛⎫⎪⎝⎭,上单调减,所以当00x x <<时,()0f x '>,()f x 单调增;当012x x <<时,()0f x '<,()f x 单调减.因此,0x 是()f x 的极大值点.因为,()f x '在12⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭,上单调增,所以当212x x <<时,()0f x '<,()f x 单调减,2x x >时,()f x 单调增,因此2x 是()f x 的极小值点.所以,()f x 有唯一的极大值点0x .由前面的证明可知,201e 2x -⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,,则()()24220e e e e f x f ---->=+>.因为()00022ln 0f x x x '=--=,所以00ln 22x x =-,则 又()()22000000022f x x x x x x x =---=-,因为0102x <<,所以()014f x <. 因此,()201e 4f x -<<. 22.【解析】⑴设()()00M P ρθρθ,,, 则0||OM OP ρρ==,.000016cos 4ρρρθθθ=⎧⎪=⎨⎪=⎩解得4cos ρθ=,化为直角坐标系方程为()2224x y -+=.()0x ≠⑵连接AC ,易知AOC △为正三角形.||OA 为定值.∴当高最大时,AOB S △面积最大,如图,过圆心C 作AO 垂线,交AO 于H 点 交圆C 于B 点, 此时AOB S △最大max 1||||2S AO HB =⋅()1||||||2AO HC BC =+ 32=+ 23.【解析】⑴由柯西不等式得:()()()()225555334a b a b a a b ba b +++=+=≥⋅⋅当且仅当55ab ba =,即1a b ==时取等号. ⑵∵332a b +=∴()()222a b a ab b +-+=∴()()232a b b ab α⎡⎤++-=⎣⎦∴()()332a b ab a b +-+=∴()()323a b aba b +-=+由均值不等式可得:()()32232a b a b ab a b +-+⎛⎫= ⎪+⎝⎭≤∴()()32232a b a b a b +-+⎛⎫ ⎪+⎝⎭≤ ∴()()33324a b a b ++-≤ ∴()3124a b +≤ ∴2a b +≤ 当且仅当1a b ==时等号成立.(试卷为手动录入,难免存在细微差错,如您发现试卷中的问题,敬请谅解!转载请注明出处!)。
1。
排列、组合与二项式定理每年交替考查,主要以选择、填空的形式出现,试题难度中等或偏易.2。
排列、组合试题具有一定的灵活性和综合性,常与实际相结合,转化为基本的排列组合模型解决问题,需用到分类讨论思想,转化思想.3。
与二项式定理有关的问题比较简单,但非二项问题也是今后高考的一个热点,解决此类问题的策略是转化思想。
1.两个重要公式(1)排列数公式A错误!=错误!=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)(n,m∈N*,且m≤n).(2)组合数公式C m,n=错误!=错误!(n,m∈N*,且m≤n).2.三个重要性质和定理(1)组合数性质①C错误!=错误!(n,m∈N*,且m≤n);②C m,n+1=错误!(n,m∈N*,且m≤n);③C错误!=1.(2)二项式定理(a+b)n=C错误!a n+C错误!a n-1b1+C错误!a n-2b2+…+C错误!a n-k·b k +…+C n,n b n,其中通项T r+1=C错误!a n-r b r。
(3)二项式系数的性质①C错误!=C错误!,C错误!=C错误!,…,C错误!=C错误!;②C 错误!+C 错误!+C 错误!+…+C 错误!=2n ;③C 错误!+C 错误!+C 错误!+…=C 错误!+C 错误!+C 错误!+…=2n -1.考点一 排列与组合例1.【2016年高考四川理数】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 【答案】D【解析】由题意,要组成没有重复数字的五位奇数,则个位数应该为1或3或5,其他位置共有44A 种排法,所以奇数的个数为443A72 ,故选D.【变式探究】(2015·四川,6)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 【答案】 B 【解析】考点二 排列组合中的创新问题例2.用a 代表红球,b 代表蓝球,c 代表黑球.由加法原理及乘法原理,从1个红球和1个蓝球中取出若干个球的所有取法可由(1+a )(1+b )的展开式1+a +b +ab 表示出来,如:“1”表示一个球都不取、“a ”表示取出一个红球、而“ab ”则表示把红球和蓝球都取出来.依此类推,下列各式中,其展开式可用来表示从5个无区别的红球、5个无区别的蓝球、5个有区别的黑球中取出若干个球,且所有的蓝球都取出或都不取出的所有取法的是()A.(1+a+a2+a3+a4+a5)(1+b5)(1+c)5B.(1+a5)(1+b+b2+b3+b4+b5)(1+c)5C.(1+a)5(1+b+b2+b3+b4+b5)(1+c5)D.(1+a5)(1+b)5(1+c+c2+c3+c4+c5)【答案】A【解析】分三步:第一步,5个无区别的红球可能取出0个,1个,…,5个,则有(1+a+a2+a3+a4+a5)种不同的取法;第二步,5个无区别的蓝球都取出或都不取出,则有(1+b5)种不同取法;第三步,5个有区别的黑球看作5个不同色,从5个不同色的黑球中任取0个,1个,…,5个,有(1+c)5种不同的取法,所以所求的取法种数为(1+a+a2+a3+a4+a5)(1+b5)(1+c)5,故选A。
创新设计(江苏专用)2017届高考数学二轮复习上篇专题整合突破专题七附加题(必做部分)第2讲计数原理、数学归纳法、随机变量及其分布列练习理编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(创新设计(江苏专用)2017届高考数学二轮复习上篇专题整合突破专题七附加题(必做部分)第2讲计数原理、数学归纳法、随机变量及其分布列练习理)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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专题七附加题(必做部分)第2讲计数原理、数学归纳法、随机变量及其分布列练习理1.(2014·江苏卷)盒中共有9个球,其中有4个红球、3个黄球和2个绿球,这些球除颜色外完全相同.(1)从盒中一次随机取出2个球,求取出的2个球的颜色相同的概率P;(2)从盒中一次随机取出4个球,其中红球、黄球、绿球的个数分别记为x1,x2,x3,随机变量X表示x1,x2,x3中的最大数,求X的概率分布和数学期望E(X).解(1)取到的2个颜色相同的球可能是2个红球、2个黄球或2个绿球,所以P=错误!=错误!=错误!。
(2)随机变量X所有可能的取值为2,3,4。
{X=4}表示的随机事件是“取到的4个球是4个红球",故P(X=4)=错误!=错误!;{X=3}表示的随机事件是“取到的4个球是3个红球和1个其他颜色的球,或3个黄球和1个其他颜色的球”,故P(X=3)=错误!=错误!=错误!;于是P(X=2)=1-P(X=3)-P(X=4)=1-错误!-错误!=错误!.所以随机变量X的概率分布如下表:因此随机变量X的数学期望E(X)=2×错误!+3×错误!+4×错误!=错误!.2.(2016·苏北四市调研)为推动乒乓球运动的发展,某乒乓球比赛允许不同协会的运动员组队参加。
2017年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标Ⅱ)参考答案与试题解析一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60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.(5分)=()A.1+2i B.1﹣2i C.2+i D.2﹣i【考点】A5:复数的运算.【专题】11:计算题.【分析】分子和分母同时乘以分母的共轭复数,再利用虚数单位i的幂运算性质,求出结果.【解答】解:===2﹣i,故选:D.【点评】本题考查两个复数代数形式的乘除法,虚数单位i的幂运算性质,两个复数相除,分子和分母同时乘以分母的共轭复数.2.(5分)设集合A={1,2,4},B={x|x2﹣4x+m=0}.若A∩B={1},则B=()A.{1,﹣3}B.{1,0}C.{1,3}D.{1,5}【考点】1E:交集及其运算.【专题】34:方程思想;4O:定义法;5J:集合.【分析】由交集的定义可得1∈A且1∈B,代入二次方程,求得m,再解二次方程可得集合B.【解答】解:集合A={1,2,4},B={x|x2﹣4x+m=0}.若A∩B={1},则1∈A且1∈B,可得1﹣4+m=0,解得m=3,即有B={x|x2﹣4x+3=0}={1,3}.故选:C.【点评】本题考查集合的运算,主要是交集的求法,同时考查二次方程的解法,运用定义法是解题的关键,属于基础题.3.(5分)我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题:“远看巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三百八十一,请问尖头几盏灯?”意思是:一座7层塔共挂了381盏灯,且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍,则塔的顶层共有灯()A.1盏B.3盏C.5盏D.9盏【考点】89:等比数列的前n项和.【专题】34:方程思想;4O:定义法;54:等差数列与等比数列.【分析】设塔顶的a1盏灯,由题意{a n}是公比为2的等比数列,利用等比数列前n项和公式列出方程,能求出结果.【解答】解:设塔顶的a1盏灯,由题意{a n}是公比为2的等比数列,∴S7==381,解得a1=3.故选:B.【点评】本题考查等比数列的首项的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意等比数列的性质的合理运用.4.(5分)如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画出的是某几何体的三视图,该几何体由一平面将一圆柱截去一部分后所得,则该几何体的体积为()A.90πB.63πC.42πD.36π【考点】L!:由三视图求面积、体积.【专题】11:计算题;31:数形结合;44:数形结合法;5Q:立体几何.【分析】由三视图可得,直观图为一个完整的圆柱减去一个高为6的圆柱的一半,即可求出几何体的体积.【解答】解:由三视图可得,直观图为一个完整的圆柱减去一个高为6的圆柱的一半,V=π•32×10﹣•π•32×6=63π,故选:B.【点评】本题考查了体积计算公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.5.(5分)设x,y满足约束条件,则z=2x+y的最小值是()A.﹣15B.﹣9C.1D.9【考点】7C:简单线性规划.【专题】11:计算题;31:数形结合;35:转化思想;5T:不等式.【分析】画出约束条件的可行域,利用目标函数的最优解求解目标函数的最小值即可.【解答】解:x、y满足约束条件的可行域如图:z=2x+y 经过可行域的A时,目标函数取得最小值,由解得A(﹣6,﹣3),则z=2x+y 的最小值是:﹣15.故选:A.【点评】本题考查线性规划的简单应用,考查数形结合以及计算能力.6.(5分)安排3名志愿者完成4项工作,每人至少完成1项,每项工作由1人完成,则不同的安排方式共有()A.12种B.18种C.24种D.36种【考点】D9:排列、组合及简单计数问题.【专题】11:计算题;49:综合法;5O:排列组合.【分析】把工作分成3组,然后安排工作方式即可.【解答】解:4项工作分成3组,可得:=6,安排3名志愿者完成4项工作,每人至少完成1项,每项工作由1人完成,可得:6×=36种.故选:D.【点评】本题考查排列组合的实际应用,注意分组方法以及排列方法的区别,考查计算能力.7.(5分)甲、乙、丙、丁四位同学一起去问老师询问成语竞赛的成绩.老师说:你们四人中有2位优秀,2位良好,我现在给甲看乙、丙的成绩,给乙看丙的成绩,给丁看甲的成绩.看后甲对大家说:我还是不知道我的成绩.根据以上信息,则()A.乙可以知道四人的成绩B.丁可以知道四人的成绩C.乙、丁可以知道对方的成绩D.乙、丁可以知道自己的成绩【考点】F4:进行简单的合情推理.【专题】2A:探究型;35:转化思想;48:分析法;5M:推理和证明.【分析】根据四人所知只有自己看到,老师所说及最后甲说话,继而可以推出正确答案【解答】解:四人所知只有自己看到,老师所说及最后甲说话,甲不知自己的成绩→乙丙必有一优一良,(若为两优,甲会知道自己的成绩;若是两良,甲也会知道自己的成绩)→乙看到了丙的成绩,知自己的成绩→丁看到甲、丁也为一优一良,丁知自己的成绩,给甲看乙丙成绩,甲不知道自已的成绩,说明乙丙一优一良,假定乙丙都是优,则甲是良,假定乙丙都是良,则甲是优,那么甲就知道自已的成绩了.给乙看丙成绩,乙没有说不知道自已的成绩,假定丙是优,则乙是良,乙就知道自己成绩.给丁看甲成绩,因为甲不知道自己成绩,乙丙是一优一良,则甲丁也是一优一良,丁看到甲成绩,假定甲是优,则丁是良,丁肯定知道自已的成绩了故选:D.【点评】本题考查了合情推理的问题,关键掌握四人所知只有自己看到,老师所说及最后甲说话,属于中档题.8.(5分)执行如图的程序框图,如果输入的a=﹣1,则输出的S=()A.2B.3C.4D.5【考点】EF:程序框图.【专题】11:计算题;27:图表型;4B:试验法;5K:算法和程序框图.【分析】执行程序框图,依次写出每次循环得到的S,K值,当K=7时,程序终止即可得到结论.【解答】解:执行程序框图,有S=0,K=1,a=﹣1,代入循环,第一次满足循环,S=﹣1,a=1,K=2;满足条件,第二次满足循环,S=1,a=﹣1,K=3;满足条件,第三次满足循环,S=﹣2,a=1,K=4;满足条件,第四次满足循环,S=2,a=﹣1,K=5;满足条件,第五次满足循环,S=﹣3,a=1,K=6;满足条件,第六次满足循环,S=3,a=﹣1,K=7;K≤6不成立,退出循环输出S的值为3.故选:B.【点评】本题主要考查了程序框图和算法,属于基本知识的考查,比较基础.9.(5分)若双曲线C:﹣=1(a>0,b>0)的一条渐近线被圆(x﹣2)2+y2=4所截得的弦长为2,则C的离心率为()A.2B.C.D.【考点】KC:双曲线的性质;KJ:圆与圆锥曲线的综合.【专题】11:计算题;35:转化思想;49:综合法;5D:圆锥曲线的定义、性质与方程.【分析】通过圆的圆心与双曲线的渐近线的距离,列出关系式,然后求解双曲线的离心率即可.【解答】解:双曲线C:﹣=1(a>0,b>0)的一条渐近线不妨为:bx+ay=0,圆(x﹣2)2+y2=4的圆心(2,0),半径为:2,双曲线C:﹣=1(a>0,b>0)的一条渐近线被圆(x﹣2)2+y2=4所截得的弦长为2,可得圆心到直线的距离为:=,解得:,可得e2=4,即e=2.故选:A.【点评】本题考查双曲线的简单性质的应用,圆的方程的应用,考查计算能力.10.(5分)已知直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,∠ABC=120°,AB=2,BC=CC1=1,则异面直线AB1与BC1所成角的余弦值为()A.B.C.D.【考点】LM:异面直线及其所成的角.【专题】31:数形结合;4O:定义法;5G:空间角.【分析】【解法一】设M、N、P分别为AB,BB1和B1C1的中点,得出AB1、BC1夹角为MN和NP夹角或其补角;根据中位线定理,结合余弦定理求出AC、MQ,MP和∠MNP的余弦值即可.【解法二】通过补形的办法,把原来的直三棱柱变成直四棱柱,解法更简洁.【解答】解:【解法一】如图所示,设M、N、P分别为AB,BB1和B1C1的中点,则AB1、BC1夹角为MN和NP夹角或其补角(因异面直线所成角为(0,]),可知MN=AB1=,NP=BC1=;作BC中点Q,则△PQM为直角三角形;∵PQ=1,MQ=AC,△ABC中,由余弦定理得AC2=AB2+BC2﹣2AB•BC•cos∠ABC=4+1﹣2×2×1×(﹣)=7,∴AC=,∴MQ=;在△MQP中,MP==;在△PMN中,由余弦定理得cos∠MNP===﹣;又异面直线所成角的范围是(0,],∴AB1与BC1所成角的余弦值为.【解法二】如图所示,补成四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1,求∠BC1D即可;BC1=,BD==,C1D=,∴+BD2=,∴∠DBC1=90°,∴cos∠BC1D==.故选:C.【点评】本题考查了空间中的两条异面直线所成角的计算问题,也考查了空间中的平行关系应用问题,是中档题.11.(5分)若x=﹣2是函数f(x)=(x2+ax﹣1)e x﹣1的极值点,则f(x)的极小值为()A.﹣1B.﹣2e﹣3C.5e﹣3D.1【考点】6D:利用导数研究函数的极值.【专题】11:计算题;35:转化思想;49:综合法;53:导数的综合应用.【分析】求出函数的导数,利用极值点,求出a,然后判断函数的单调性,求解函数的极小值即可.【解答】解:函数f(x)=(x2+ax﹣1)e x﹣1,可得f′(x)=(2x+a)e x﹣1+(x2+ax﹣1)e x﹣1,x=﹣2是函数f(x)=(x2+ax﹣1)e x﹣1的极值点,可得:f′(﹣2)=(﹣4+a)e﹣3+(4﹣2a﹣1)e﹣3=0,即﹣4+a+(3﹣2a)=0.解得a=﹣1.可得f′(x)=(2x﹣1)e x﹣1+(x2﹣x﹣1)e x﹣1,=(x2+x﹣2)e x﹣1,函数的极值点为:x=﹣2,x=1,当x<﹣2或x>1时,f′(x)>0函数是增函数,x∈(﹣2,1)时,函数是减函数,x=1时,函数取得极小值:f(1)=(12﹣1﹣1)e1﹣1=﹣1.故选:A.【点评】本题考查函数的导数的应用,函数的单调性以及函数的极值的求法,考查计算能力.12.(5分)已知△ABC是边长为2的等边三角形,P为平面ABC内一点,则•(+)的最小值是()A.﹣2B.﹣C.﹣D.﹣1【考点】9O:平面向量数量积的性质及其运算.【专题】31:数形结合;4R:转化法;5A:平面向量及应用.【分析】根据条件建立坐标系,求出点的坐标,利用坐标法结合向量数量积的公式进行计算即可.【解答】解:建立如图所示的坐标系,以BC中点为坐标原点,则A(0,),B(﹣1,0),C(1,0),设P(x,y),则=(﹣x,﹣y),=(﹣1﹣x,﹣y),=(1﹣x,﹣y),则•(+)=2x2﹣2y+2y2=2[x2+(y﹣)2﹣]∴当x=0,y=时,取得最小值2×(﹣)=﹣,故选:B.【点评】本题主要考查平面向量数量积的应用,根据条件建立坐标系,利用坐标法是解决本题的关键.二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
- 1 - 高考数学专题训练:推理计数二项式定理 一、选择题 1.(2016·江西二校)若(9x-13x)n(n∈N*)的展开式中第3项的二项式系数为36,则其展开式中的常数项为( ) A.84 B.-252 C.252 D.-84 答案 A
解析 由题意可得Cn2=36,∴n=9,∴(9x-13x)n=(9x-13x)9的展开式的通项为
Tr+1=C9r·99-r·(-13)r·x9-3r2,令9-3r2=0,得r=6,∴展开式中的常数项为C96×93×(-13)6=84. 2.(2016·长沙四校)已知参加某项活动的六名成员排成一排合影留念,且甲、乙两人均在丙的同侧,则不同的排法共有( ) A.240种 B.360种 C.480种 D.600种 答案 C 解析 分两步:(1)任意选3个位置排甲、乙、丙三人,共有C63·A22·A22种排法;(2)再排其余三人,共有A33种排法.所以共有C63·A22·A22·A33=480种不同的排法. 3.(2016·石家庄模拟)如图所示的数阵中,用A(m,n)表示第m行的第n个数,则依此规律A(15,2)为( ) A.2942 B.710 C.1724 D.73102 答案 C - 2 -
解析 由数阵知A(3,2)=16+16=16+23×4,A(4,2)=16+16+110=16+23×4+24×5,A(5,2)=16+16+110+115=16+23×4+24×5+25×6,…,则A(15,2)=16+23×4+24×5
+25×6+…+215×16=16+2(13-14+14-15+…+115-116)=16+2(13-116)=16+2×1348
=1724,选项C正确. 4.(2016·河南八市)将标号为1,2,3,4的四个篮球分给三位小朋友,每位小朋友至少分到一个篮球,且标号1,2的两个篮球不能分给同一个小朋友,则不同的分法种数为( ) A.15 B.20 C.30 D.42 答案 C 解析 四个篮球中两个分到一组有C42种分法,三组篮球进行全排列有A33种分法,标号1,2的两个篮球分给同一个小朋友有A33种分法,所以有C42A33-A33=36-6=30种分法,故选C. 5.(2016·开封模拟)若某公司从五位大学毕业生甲、乙、丙、丁、戊中录用三人,这五人被录用的机会均等,则甲或乙被录用的概率为( ) A.15 B.35 C.710 D.910 答案 D
解析 由题知,甲或乙被录用的概率为C32+C32+C31C53=910. 6.(2016·福州五校)已知(x2+kx)6(k>0)的展开式的常数项为240,则1k1xdx=( ) A.1 B.ln2 C.2 D.2ln2 - 3 -
答案 B 解析 (x2+kx)6(k>0)的展开式的通项为Tr+1=C6r(x2)6-r·(kx)r=C6rkrx12-3r,当12-3r
=0时,r=4,故常数项为C64k4=15k4=240,得k=2,121xdx=lnx|21=ln2. 7.(2016·九江二模)设a,b,m为整数(m>0),若a和b被m除得的余数相同,则称a和b对模m同余,记a≡b(mod m).若a=C181+C182+…+C1818,a≡b(mod 9),则b的值可以是( ) A.2 015 B.2 016 C.2 017 D.2 018 答案 B 解析 a=218-1=(9-1)6-1=C6096-C6195+C6294-C6393+C6492-C659, ∴a除以9的余数为0,结合选项知2 016除以9的余数为0,故选B. 8.(2016·沈阳质检)将3本相同的小说,2本相同的诗集全部分给4名同学,每名同学至少1本,则不同的分法有( ) A.24种 B.28种 C.32种 D.36种 答案 B 解析 由题,5本书分给4名同学,每名同学至少1本,那么这4名同学中有且仅有1名同学分到2本书,第一步,先选出1名同学,即C41种选法;第二步,这名同学分到的2本书有三种情况:2本小说或2本诗集或1本小说和1本诗集,因为小说、诗集都不区分,所以在第一种情况下有C31种分法(剩下3名同学中选1名同学分到1本小说,其余2名同学各分到1本诗集),在第二种情况下有1种分法(剩下3名同学各分到1本小说),在第三种情况下有C31种分法(剩下3名同学中选1名同学分到1本诗集,其余2名同学各分到1本小说),这样第二步所有情况的种数是C31+1+C31=7,故不同的分法有7C41=28(种),故选B. - 4 -
9.(2016·山西四校)已知x5(x+3)3=a8(x+1)8+a7(x+1)7+…+a1(x+1)+a0,则7a7
+5a5+3a3+a1=( ) A.-16 B.-8 C.8 D.16 答案 B 解析 由于x5(x+3)3=[(x+1)-1]5[(x+1)+2]3=a8(x+1)8+a7(x+1)7+… +a1(x+1)+a0,那么a7=C50·C31·21+C51·(-1)1·C30=1,a5=C50·C33· 23+C51·(-1)1·C32·22+C52·(-1)2·C31·21+C53·(-1)3·C30=-2,a3=C52·(-1)2·C33·23+C53·(-1)3·C32·22+C54·(-1)4·C31·21+C55·(-1)5· C30=-11,a1=C54·(-1)4·C33·23+C55·(-1)5·C32·22=28, 故7a7+5a5+3a3+a1=-8. 10.(2016·衡水调研)某学校在冬季运动会的开幕式上要穿插五个小节目,其中高一、高二年级各准备两个节目,高三年级准备一个节目,则同一年级的节目不相邻的安排种数为( ) A.24 B.36 C.48 D.56 答案 C 解析 将五个节目进行全排列,共有A55种情况,其中A1,A2相邻或B1,B2相邻的情况共有2A44A22种,A1,A2相邻并且B1,B2也相邻的情况共有A33A22A22种,故同一年级的节目不相邻的安排种数为A55-2A44A22+A33A22A22=48. 11.(2016·湖南四校联考)现定义eiθ=cosθ+isinθ,其中i为虚数单位,e为自然对数的底数,θ∈R,且实数指数幂的运算性质对eiθ都适用,若a=C5
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cos5θ-C52cos3θsin2θ+C54cosθsin4θ,b=C51cos4θsinθ-C53cos2θsin3θ+C55sin5θ,那么复数a+bi等于( ) A.cos5θ+isin5θ B.cos5θ-isin5θ C.sin5θ+icos5θ D.sin5θ-icos5θ - 5 -
答案 A 解析 a+bi=C50cos5θ+C51cos4θ·(isinθ)-C52cos3θsin2θ-C53cos2θ (isin3θ)+C54cosθsin4θ+C55(isin5θ)=C50cos5θ+C51cos4θ(isinθ)+ C52cos3θ·(i2sin2θ)+C53cos2θ(i3sin3θ)+C54cosθ(i4sin4θ)+C55(i5sin5θ)=(cosθ+isinθ)5=(eiθ)5=ei×5θ=cos5θ+isin5θ. 12.(2016·山西协作体联考)有4位同学参加某智力竞赛,竞赛规定:每人从甲、乙两类题中各随机选一题作答,且甲类题目答对得3分,答错扣3分,乙类题目答对得1分,答错扣1分.若每位同学答对与答错相互独立,且概率均等,那么这4位同学得分之和为0的概率为( )
A.1164 B.34 C.38 D.1116 答案 A 解析 每人的得分情况均有4种可能,因而总的情况有44=256种,若他们得分之和为0,则分四类:4人全选乙类且两对两错,有C42种可能;4人中1人选甲类对或错,另3人选乙类全错或全对,有2C41种可能;4人中2人选甲类一对一错,另2人选乙类一对一错,有C42×2×2种可能;4人全选甲类且两对两错,有C4
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种可能.共有C42+2C41+C42×2×2+C42=44种情况,因而所求概率为P=44256=1164,故选A.
13.(2016·合肥质检)在∑nk=1 (x+1)k的展开式中含x2项系数与含x10项系数相等,则正整数n的取值为( ) A.12 B.13 C.14 D.15 答案 B - 6 -
解析 由二项式定理可知,∑nk=1 (x+1)k的展开式中x2项的系数为∑nk=2Ck2= ∑nk=2 k(k-1)2=∑nk=1 k2-k2=12·n(n+1)(2n+1)6-n(n+1)4= (n-1)n(n+1)6,x10项的系数为∑nk=10Ck10,将选项中的数值代入验证,从而可
知当n=13时,(n-1)n(n+1)6=12×13×146=364,∑nk=10Ck10=1+11+66+286=364,故选B. 14.(2016·广州模拟)以下数表的构造思路源于我国南宋数学家杨辉所著的《详解九章算术》一书中的“杨辉三角形”. 1 2 3 4 5……2 013 2 014 2 015 2 016 3 5 7 9…………4 027 4 029 4 031 8 12 16………………8 056 8 060 20 28……………………16 116 ………………………………… 该表由若干行数字组成,从第二行起,每一行中的数字均等于其“肩上”两数之和,表中最后一行仅有一个数,则这个数为( ) A.2 017×22 015 B.2 017×22 014 C.2 016×22 015 D.2 016×22 014 答案 B 解析 当第一行有3个数时,最后一行仅有一个数为8=23-2×(3+1);当第一行有4个数时,最后一行仅有一个数为20=24-2×(4+1);当第一行有5个数时,最后一行仅有一个数为48=25-2×(5+1);当第一行有6个数时,最后一行仅有一个数为112=26-2×(6+1);……,归纳推理可得,当第一行有2 016个数时,最后一行仅有一个数为22 016-2×(2 016+1)=2 017×22 014. 二、填空题