2019年数学新同步湘教版选修1-2讲义+精练:第7章 章末小结 Word版含解析
湘教版高中数学选修1-2第7章 章末小结
1.虚数单位i(1)i 2=-1(即-1的平方根是±i).(2)实数可以与i 进行四则运算,进行运算时原有的加、乘运算律仍然成立.(3)i 的幂具有周期性:i 4n =1,i 4n +1=i ,i 4n +2=-1,i 4n +3=-i(n ∈N +),则有i n +i n +1+i n +2+i n +3=0(n ∈N +). 2.复数的分类复数a +b i ,(a ,b ∈R)⎩⎨⎧ 实数(b =0)虚数(b ≠0)⎩⎪⎨⎪⎧ 纯虚数(a =0)非纯虚数(a ≠0)3.共轭复数设复数z 的共轭复数为z ,则(1)z ·z =|z |2=|z |2;(2)z 为实数⇔z =z ;z 为纯虚数⇔z =-z .4.复数相等的条件 复数相等的充要条件为a +b i =c +d i ⇔a =c ,b =d (a ,b ,c ,d ∈R).特别地,a +b i =0⇔a =b =0(a ,b ∈R).5.复数的运算(1)加法和减法运算:(a +b i)±(c +d i)=(a ±c )+(b ±d )i(a ,b ,c ,d ∈R).(2)乘法和除法运算:复数的乘法按多项式相乘进行运算,即(a +b i)(c +d i)=(ac -bd )+(ad +bc )i ;复数除法是乘法的逆运算,其实质是分母实数化.[例1] 复数z =log 32(1)z ∈R ?(2)z 为虚数?(3)z 为纯虚数?[解] (1)∵一个复数是实数的充要条件是虚部为0,∴⎩⎪⎨⎪⎧x 2-3x -3>0, ①log 2(x -3)=0, ② 由②得x =4,经验证满足①式.∴当x =4时,z ∈R.(2)∵一个复数是虚数的充要条件是虚部不等于0,∴⎩⎪⎨⎪⎧ x 2-3x -3>0,log 2(x -3)≠0,x -3>0.解得⎩⎪⎨⎪⎧x >3+212或x <3-212,x >3且x ≠4,即3+212<x <4或x >4. ∴当3+212<x <4或x >4时,z 为虚数.(3)∵一个复数是纯虚数的充要条件是其实部为0且虚部不为0,∴⎩⎪⎨⎪⎧ log 3(x 2-3x -3)=0,log 2(x -3)≠0,x -3>0.解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-1或x =4,x >3且x ≠4.无解. ∴复数z 不可能是纯虚数.解决此类问题的关键是正确理解复数的分类与复数的实部和虚部之间的关系,另外要注意某些函数的定义域.1.若复数z =a +2i 1+i+(2-i)为纯虚数,求实数a . 解:∵z =a +2i 1+i+(2-i)=(a +2i )(1-i )2+(2-i) =(a +2)+(2-a )i 2+(2-i) =a +62-a 2i 为纯虚数,∴a +62=0,即a =-6. 2.已知z =x -i 1-i (x >0),且复数ω=z (z +i)的实部减去它的虚部所得的差等于-32,求ω·ω.解:ω=z (z +i)=x -i 1-i ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -i 1-i +i =x -i 1-i ·x +11-i=x +12+x 2+x 2i. 根据题意x +12-x 2+x 2=-32,得x 2-1=3. ∵x >0,∴x =2.∴ω=32+3i. ∴ω·ω=⎝⎛⎭⎫32+3i ⎝⎛⎭⎫32-3i =454.[例2] 计算:(1)(2+2i )4(1-3i )5; (2)(2-i)(-1+5i)(3-4i)+2i.[解] (1)原式=16(1+i )4(1-3i )4(1-3i )=16(2i )2(-2-23i )2(1-3i )=-644(1+3i )2(1-3i )=-16(1+3i )×4 =-41+3i=-1+3i. (2)原式=(3+11i)(3-4i)+2i=53+21i +2i =53+23i.复数加减乘除运算的实质是实数的加减乘除,加减法是对应实、虚部相加减,而乘法类比多项式乘法,除法类比分式的分子分母有理化,注意i 2=-1.3.计算1-i (1+i )2+1+i (1-i )2.解:1-i (1+i )2+1+i (1-i )2=1-i 2i -1+i 2i =-2i 2i =-1. 4.若复数z =1-2i(i 为虚数单位),求z ·z +z .解:∵z =1-2i ,∴z =1+2i.∴z ·z +z =(1-2i)(1+2i)+(1-2i)=5+1-2i =6-2i.[例3] (1)复数z 在复平面内对应的点位于第二象限;(2)z ·z +2i z =8+a i(a ∈R).试求a 的取值范围. [解] 设z =x +y i(x ,y ∈R),则z =x -y i.由(1),知x <0,y >0.又z ·z +2i z =8+a i(a ∈R),故(x +y i)(x -y i)+2i(x +y i)=8+a i ,即(x 2+y 2-2y )+2x i =8+a i.∴⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-2y =8,2x =a . 消去x ,整理,得4(y -1)2=36-a 2,∵y >0,∴4(y -1)2≥0.∴36-a 2≥0.∴-6≤a ≤6.又2x =a ,而x <0, ∴a <0.∴-6≤a <0.所以a 的取值范围为[-6,0).复数问题实数化是解决复数问题的最基本也是最重要的思想方法,桥梁是设z =x +y i(x ,y ∈R),依据是复数相等的充要条件.5.已知复数z =(1-i)2+1+3i.(1)求|z |;(2)若z 2+az +b =z ,求实数a ,b 的值.解:z =(1-i)2+1+3i =-2i +1+3i =1+i.(1)|z |=12+12= 2.(2)z 2+az +b =(1+i)2+a (1+i)+b=2i +a +a i +b =a +b +(a +2)i ,∵z =1-i ,∴a +b +(a +2)i =1-i ,∴⎩⎪⎨⎪⎧a +b =1,a +2=-1,∴a =-3,b =4.[例4] 已知z 是复数,z +2i ,z 2-i均为实数(i 为虚数单位),且复数(z +a i)2在复平面上对应的点在第一象限,求实数a 的取值范围.[解] 设z =x +y i(x ,y ∈R),则z +2i =x +(y +2)i ,z 2-i =x +y i 2-i =15(x +y i)(2+i) =15(2x -y )+15(2y +x )i. 由题意知⎩⎪⎨⎪⎧ y +2=0,15(2y +x )=0, ∴⎩⎪⎨⎪⎧x =4,y =-2.∴z =4-2i. ∵(z +a i)2=[4+(a -2)i]2=(12+4a -a 2)+8(a -2)i ,由已知得⎩⎪⎨⎪⎧12+4a -a 2>0,8(a -2)>0. ∴2<a <6.∴实数a 的取值范围是(2,6).复数z =a +b i(a ,b ∈R)和复平面上的点P (a ,b )一一对应,和向量OP ―→一一对应,正确求出复数的实部和虚部是解决此类题目的关键.6.设O 为坐标原点,已知向量OZ 1―→,OZ 2―→分别对应复数z 1,z 2,且z 1=3a +5+(10-a 2)i ,z 2=21-a+(2a -5)i ,a ∈R ,若z 1+z 2可以与任意实数比较大小,求OZ 1―→·OZ 2―→的值. 解:z 1=3a +5-(10-a 2)i , 则z 1+z 2=3a +5+21-a +[(a 2-10)+(2a -5)]i 的虚部为0, ∴a 2+2a -15=0.解得a =-5或a =3.又∵a +5≠0,∴a =3.则z 1=38+i ,z 2=-1+i. OZ 1―→=⎝⎛⎭⎫38,1,OZ 2―→=(-1,1), ∴OZ 1―→·OZ 2―→=58.。
2019年数学新同步湘教版选修2-3讲义+精练:第7章 7.3 组 合含解析
7.3组__合第一课时 组合与组合数公式及其性质[读教材·填要点]1.组合从n 个不同的元素中取出m (m ≤n )个不同的元素,不论次序地构成一组,称为一个组合,我们用符号C 表示所有不同的组合个数,称C 为从n 个不同的元素中取m 个元素的组合m n mn 数.2.组合数有关公式(1)C ==,0≤m ≤n .mn A mnAmn (n -1)…(n -m +1)m !(2)C =,0≤m ≤n .mn n !m !(n -m )!3.组合数的性质(1)C =C ,m n n -m n(2)如果C =C ,则m =k 或者m =n -k ,mn k n (3)C =C +C .m n +1m n m -1n [小问题·大思维]1.“abc ”和“acb ”是相同的排列还是相同的组合?提示:由于“abc ”与“acb ”的元素相同,但排列的顺序不同,所以“abc ”与“acb ”是相同的组合,但不是相同的排列.2.如何区分某一问题是排列问题还是组合问题?提示:区分某一问题是排列还是组合问题,关键看选出的元素是否与顺序有关,若交换某两个元素的位置对结果产生影响,则是排列问题,而交换任意两个元素的位置对结果没有影响,则是组合问题.3.“组合”和“组合数”是同一个概念吗?有什么区别?提示:“组合”与“组合数”是两个不同的概念,“组合”是指“从n 个不同元素中取m (m ≤n )个元素合成一组”,它不是一个数,而是具体的一件事;“组合数”是指“从n 个不同元素中取出m (m ≤n )个元素的所有不同组合的个数”,它是一个数.组合的概念[例1] 判断下列问题是排列问题,还是组合问题.(1)从1,2,3,…,9九个数字中任取3个,组成一个三位数,这样的三位数共有多少个?(2)从1,2,3,…,9九个数字中任取3个,然后把这三个数字相加得到一个和,这样的和共有多少个?(3)从a ,b ,c ,d 四名学生中选两名去完成同一份工作,有多少种不同的选法?[解] (1)当取出3个数字后,如果改变3个数字的顺序,会得到不同的三位数,此问题不但与取出元素有关,而且与元素的安排顺序有关,是排列问题.(2)取出3个数字之后,无论怎样改变这3个数字的顺序,其和均不变,此问题只与取出元素有关,而与元素的安排顺序无关,是组合问题.(3)两名学生完成的是同一份工作,没有顺序,是组合问题.区分排列与组合的方法区分排列与组合的办法是首先弄清楚事件是什么,区分的标志是有无顺序,而区分有无顺序的方法是:把问题的一个选择结果解出来,然后交换这个结果中任意两个元素的位置,看是否会产生新的变化,若有新变化,即说明有顺序,是排列问题;若无新变化,即说明无顺序,是组合问题.1.判断下列问题是组合问题还是排列问题:(1)设集合A ={a ,b ,c ,d ,e },则集合A 的子集中含有3个元素的有多少个?(2)某铁路线上有5个车站,则这条线上共需准备多少种车票?多少种票价?(3)3人去干5种不同的工作,每人干一种,有多少种分工方法?(4)把3本相同的书分给5个学生,每人最多得1本,有几种分配方法?解:(1)因为本问题与元素顺序无关,故是组合问题.(2)因为甲站到乙站,与乙站到甲站车票是不同的,故是排列问题,但票价与顺序无关,甲站到乙站,与乙站到甲站是同一种票价,故是组合问题.(3)因为一种分工方法是从5种不同的工作中取出3种,按一定次序分给3个人去干,故是排列问题.(4)因为3本书是相同的,无论把3本书分给哪三人,都不需考虑他们的顺序,故是组合问题.组合数公式及其性质应用[例2] (1)求值:C +C ;5-n n 9-n n +1(2)求证:C =C .mn m +1n -mm +1n [解] (1)Error!解得4≤n ≤5.又因为n ∈N +,所以n =4或n =5.当n =4时,原式=C +C =5,145当n =5时,原式=C +C =16.0546(2)证明:因为C =,mn n !m !(n -m )!C =·m +1n -m m +1n m +1(m +1)!n !(n -m )(n -m -1)!=,n !m !(n -m )!所以C =C .mn m +1n -mm +1n关于组合数公式的选取技巧(1)涉及具体数字的可以直接用C =·==n n -m m n -1n n -m (n -1)!m !(n -1-m )!n !m !(n -m )!C 进行计算.mn (2)涉及字母的可以用阶乘式C =计算.mn n !m !(n -m )!(3)计算时应注意利用组合数的性质C =C 简化运算.mn n -m n2.(1)计算C +C ·C ;58981007(2)计算C +C +C +C +C +C ;05152535455(3)解方程:C =C ;x 2-x 165x -516(4)解不等式:C >C +C .m -4m 6m -16m -1解:(1)原式=C +C ×1=+3821008×7×63×2×1100×992×1=56+4 950=5 006.(2)原式=2(C +C +C )=2(C +C )0515251625=2×=32.(6+5×42×1)(3)∵C =C ,x 2-x 165x -516∴x 2-x =5x -5 ①或x 2-x +5x -5=16. ②解①得x =1或x =5.解②得x =3或x =-7.经检验知,原方程的解是x =1或x =3.(4)原不等式可化为C >C +C ,即C >C ,4m5m -16m -14m 6m∴>.m !4!(m -4)!m !6!(m -6)!∴30>(m -4)(m -5).即m 2-9m -10<0,∴-1<m <10.又∵m ≥7且m ∈N *,∴m =7或8或9.组合的简单应用[例3] 在一次数学竞赛中,某学校有12人通过了初试,学校要从中选出5人去参加市级培训,在下列条件下,有多少种不同的选法?(1)任意选5人;(2)甲、乙、丙三人必须参加;(3)甲、乙、丙三人不能参加;(4)甲、乙、丙三人只能有1人参加.[解] (1)C =792种不同的选法;512(2)甲、乙、丙三人必须参加,只需从另外的9人中选2人,共有C =36种不同的选法;29(3)甲、乙、丙三人不能参加,只需从另外的9人中选5人,共有C =126种不同的选法;59(4)甲、乙、丙三人只能有1人参加,分两步,先从甲、乙、丙中选1人,有C =3种13选法,再从另外的9人中选4人有C 种选法.共有C C =378种不同的选法.491349解简单的组合应用题,只需按照组合的定义,直接列出组合数即可,注意分清元素的总个数及取出元素的个数,必要时,需要分清完成一件事情需要分类还是分步.在分类和分步时,注意有无重复或遗漏.3.现有10名教师,其中男教师6名,女教师4名.(1)现要从中选2名去参加会议,有多少种不同的选法?(2)选出2名男教师或2名女教师去外地学习的选法有多少种?(3)现要从中选出男、女老师各2名去参加会议,有多少种不同的选法?解:(1)从10名教师中选2名去参加会议的选法种数,就是从10个不同元素中取出2个元素的组合数,即C ==45.21010×92×1(2)可把问题分两类情况:第1类,选出的2名是男教师有C 种方法;26第2类,选出的2名是女教师有C 种方法.24根据分类加法计数原理,共有C +C =15+6=21种不同的选法.2624(3)分步:首先从6名男教师中任选2名,有C 种选法,再从4名女教师中任选2名,26有C 种选法,根据分步乘法计数原理,所以共有C ·C =90种不同的选法.242624解题高手妙解题化简:A +A +A +…+A .2324252100[尝试] [巧思] 由于A =C ·A (n ≥2),所以原式可变形为(C +C +C +…+C )·A ,然后2n2n 223242521002利用组合数性质C +C =C 求解即可.mn m -1n m n +1[妙解] 原式=C A +C A +…+C A 23224221002=(C +C +…+C )·A 232421002=(C +C +C +C +…+C -C )·A 3232425210032=(C +C +C +…+C -C )·A 342425210032=(C +C +…+C -C )·A 3525210032…=(C -C )·A 310132=(C -1)·A 31012=2C -2=333 298.31011.以下四个问题,属于组合问题的是( )A .从3个不同的小球中,取出2个排成一列B .老师在排座次时将甲、乙两位同学安排为同桌C .在电视节目中,主持人从100位幸运观众中选出2名幸运之星D .从13位司机中任选出两位开两辆车从甲地到乙地解析:选C 由组合的定义可知,选项C 属于组合问题.2.已知C =10,则n 的值为( )2nA .10B .5C .3D .4解析:选B ∵C ==10,∴n =5(n =-4舍去).2nn (n -1)2×13.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 .20B .9C .CD .C C +C C 3924152514解析:选B 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14二类,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151415面.4.若C ,C ,C 成等差数列,则n =________.4n5n 6n 解析:由已知得2C =C +C ,所以2·=+.整理5n4n 6n n !5!(n -5)!n !4!(n -4)!n !6!(n -6)!得n 2-21n +98=0,解得n =7或n =14.答案:7或145.从2,3,5,7四个数中任取两个不同的数相乘,有m 个不同的积;任取两个不同的数相除,有n 个不同的商,则m ∶n =________.解析:∵m =C ,n =A ,∴m ∶n =.242412答案:126.已知6C =10A ,求x 的值.7x -32x -4解:原方程变为=(x >7),6(x -3)!(x -7)!(x -3-x +7)!10(x -4)!(x -4-2)!即x 2-9x -22=0.解得x 1=11,x 2=-2(舍去),所以x 的值为11.一、选择题1.计算:C +C +C =( )283829A .120 B .240C .60D .480解析:选A C +C +C =++=120.2838297×82×16×7×83×2×18×92×12.已知平面内A 、B 、C 、D 这4个点中任何3点不共线,则由其中每3点为顶点的所有三角形的个数为( )A .3B .4C .12D .24解析:选B 由于与顺序无关,所以是组合问题,共有C =4个.343.将2名教师、4名学生分成2个小组,分别安排到甲、乙两地参加社会实践活动,每个小组由1名教师和2名学生组成,不同的安排方案共有( )A .12种B .10种C .9种D .8种解析:选A 先安排1名教师和2名学生到甲地,再将剩下的1名教师和2名学生安排到乙地,共有C C =12种安排方案.12244.某单位有15名成员,其中男性10人,女性5人,现需要从中选出6名成员组成考察团外出参观学习,如果按性别分层,并在各层按比例随机抽样,则此考察团的组成方法种数是( )A .C CB .C C 3103541025C .CD .A A 51541025解析:选B 按性别分层,并在各层按比例随机抽样,则需从10名男性中抽取4人,5名女性中抽取2人,共有C C 种抽法.41025二、填空题5.若C -C =C ,则n =________.7n +17n 8n 解析:C -C =C ,即C =C +C =C ,7n +17n 8n 7n +18n 7n 8n +1所以n +1=7+8,即n =14.答案:146.过三棱柱任意两个顶点的直线共15条,其中异面直线有__________对.解析:三棱柱共6个顶点,由此6个顶点可组成C -3=12个不同四面体,而每个四46面体有三对异面直线则共有12×3=36对.答案:367.对所有满足1≤m ≤n ≤5的自然数m 、n ,方程x 2+C y 2=1所表示的不同椭圆的个mn 数为________.解析:∵1≤m ≤n ≤5,∴C 有C ,C ,C ,C ,C ,C ,C ,C ,C ,C 共10mn 12132314243415253545个.其中C =C ,C =C ,C =C ,C =C ,所以x 2+C y 2=1能表示的不同椭圆有6个.1323143415452535m n 答案:68.不等式C -n <5的解集为________.2n解析:由C -n <5,得-n <5,2nn (n -1)2∴n 2-3n -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}三、解答题9.(1)解方程:A =6C ;3m4m (2)解不等式:C >3C .x -18x 8解:(1)原方程等价于m (m -1)(m -2)=6×,m (m -1)(m -2)(m -3)4×3×2×1∴4=m -3,m =7.(2)由已知得:Error!∴x ≤8,且x ∈N +,∵C >3C ,x -18x 8∴>.8!(x -1)!(9-x )!3×8!x !(8-x )!即>,19-x 3x∴x >3(9-x ),解得x >,∴x =7,8.274∴原不等式的解集为{7,8}.10.袋中装有大小相同标号不同的白球4个,黑球5个,从中任取3个球.(1)共有多少种不同结果?(2)取出的3球中有2个白球,1个黑球的结果有几个?(3)取出的3球中至少有2个白球的结果有几个?解:(1)从4个白球,5个黑球中任取3个的所有结果有C =84个不同结果.39(2)设“取出3球中有2个白球,1个黑球”的所有结果组成的集合为A ,A 所包含的种数为C C .2415所以共有C C =30种不同的结果.2415(3)设“取出3球中至少有2个白球”的所有结果组成集合为B ,B 包含的结果数是C +C 34C .2415所以共有C +C C =34种不同的结果.342415第二课时 组合的综合应用有限制条件的组合问题[例1] 某医院从10名医疗专家中抽调6名组成医疗小组到社区义诊,其中这10名医疗专家中有4名是外科专家.问:(1)抽调的6名专家中恰有2名是外科专家的抽调方法有多少种?(2)至少有2名外科专家的抽调方法有多少种?(3)至多有2名外科专家的抽调方法有多少种?24[解] (1)分步:首先从4名外科专家中任选2名,有C种选法,再从除去外科专家的6462446名专家中任选4名,有C种选法,所以共有C·C=90(种)抽调方法.(2)“至少”的含义是“不低于”,有两种解答方法:法一(直接法):按选取的外科专家的人数分类:2446①选2名外科专家,共有C·C种选法;3436②选3名外科专家,共有C·C种选法;426③选4名外科专家,共有C·C种选法;24463436426根据分类加法计数原理,共有C·C+C·C+C·C=185(种)抽调方法.610法二(间接法):不考虑是否有外科专家,共有C种选法.考虑选取1名外科专家参加,14566有C·C种选法;考虑没有外科专家参加,有C种选法,所以共有61014566C-C·C-C=185(种)抽调方法.(3)“至多2名”包括“没有”、“有1名”、“有2名”三种情况,分类解答:6①没有外科专家参加,有C种选法;1456②有1名外科专家参加,有C·C种选法.2446③有2名外科专家参加,有C·C种选法.614562446所以共有C+C·C+C·C=115(种)抽调方法.保持例题条件不变,求恰有1名外科专家的抽调方法有多少种?1456解:恰有1名外科专家指:1名外科专家和5名非外科专家,故有C·C=4×6=24种不同的抽调方法.解答有限制条件的组合问题的基本方法是“直接法”和“间接法(排除法)”,其中用直接法求解时,应依据“特殊元素优先安排”的原则,即优先安排特殊元素,再安排其他元素.而选择间接法的原则是“正难则反”,也就是若正面问题分类较多、较复杂或计算量较大时,不妨从反面问题入手,试一试看是否简单些,特别是涉及“至多”、“至少”等组合问题时更是如此.此时正确理解“都不是”、“不都是”、“至多”、“至少”等词语的确切含义是解决这些组合问题的关键.1.课外活动小组共13人,其中男生8名,女生5名,并且男、女生各指定一名队长,现从中选5人主持某项活动,依下列条件各有多少种选法?(1)只有一名女生当选;(2)两名队长当选;(3)至少有一名队长当选;(4)至多有两名女生当选;(5)既要有队长,又要有女生当选.1548解:(1)一名女生,四名男生,故共有C·C=350(种)选法.(2)将两名队长作为一类,其他11人作为一类,2311故共有C·C=165(种)选法.(3)直接法:至少有一名队长当选含有两类情况:只有一名队长当选和两名队长都当选,124112311故共有C·C+C·C=825(种)选法.513511间接法:共有C-C=825(种)选法.(4)至多有两名女生当选含有三类情况:有两名女生当选,只有一名女生当选,没有女生当选.2538154858故共有C·C+C·C+C=966(种)选法.412143724273417(5)分两类:第一类女队长当选:C种;第二类女队长不当选:(C·C+C·C+C·C+C 44121437242734174)种.故共有C+C·C+C·C+C·C+C=790(种)选法.几何问题中的组合问题[例2] 平面上有9个点,其中有4个点共线,除此外无3点共线.(1)经过这9个点,可确定多少条直线?(2)以这9个点为顶点,可确定多少个三角形?(3)以这9个点为顶点,可以确定多少个四边形?[解] 法一:(直接法)4141525(1)可确定直线C+C C+C=31(条).2415142535(2)可确定三角形C C+C C+C=80(个).2425143545(3)可确定四边形C C+C C+C=105(个).法二:(间接法)2924(1)可确定直线C-C+1=31(条)3934(2)可确定三角形C-C=80(个).4943415(3)可确定四边形C-C-C C=105(个).解答几何组合应用题的思考方法与一般的组合应用题基本一样,只要把图形隐含的条件视为组合应用题的限制条件即可.计算时可用直接法,也可用间接法,要注意在限制条件较多的情况下,需要分类计算符合题意的组合数.2.已知M,N是两个平行平面,在M内取4个点,在N内取5个点,这9个点中再无其他4点共面,则(1)这些点最多能确定几个平面?(2)以这些点为顶点,能作多少个三棱锥?解:法一:直接法:2415(1)在平面M内取2个点有C种方法,在平面N内取1个点有C种方法,这3个点肯241514定不共线,可构成C C个平面;在平面M内取1个点,在平面N内取2个点,可构成C C 25个平面,再有就是M、N这两个平面.24151425共有C C+C C+2=72个平面;3415(2)在平面M内取3个点有C种方法,在平面N内取1个点有C种方法,这4个点可3415构成C C个三棱锥;在平面M内取2个点,在平面N内取2个点;还可以在平面M内取1341524251435个点,在平面N内取3个点.可构成C C+C C+C C=120个三棱锥.法二:排除法:39(1)从9个点中任取3个点的方法有C种,其中从平面M内4个点中任取3个点,即C 34353435种,从平面N内5个点中任取3个点,即C种,这C及C表示的都仅仅是平面M及平面N.393435能构成C-C-C+2=72个平面;49(2)从9个点中任取4个点的方法C中去掉从平面M内4个点取4个及从平面N内5个点任取4个点这两类构不成三棱锥(仅是平面M或平面N)的情况.49445能构成C-C-C=120个三棱锥.排列与组合的综合应用[例3] 有5个男生和3个女生,从中选出5人担任5门不同学科的科代表,求分别符合下列条件的选法数:(1)有女生但人数必须少于男生;(2)某女生一定担任语文科代表;(3)某男生必须包括在内,但不担任数学科代表;(4)某女生一定要担任语文科代表,某男生必须担任科代表,但不担任数学科代表.35234513 [解] (1)先选后排,先选可以是2女3男,也可以是1女4男,先选有C C+C C种,5后排有A种,352345135共(C C+C C)·A=5 400种.474(2)除去该女生后,先选后排有C·A=840种.47144(3)先选后排,但先安排该男生有C·C·A=3 360种.3613(4)先从除去该男生该女生的6人中选3人有C种,再安排该男生有C种,其余3人3全排有A种,36133共C·C·A=360种.解决排列、组合综合问题要遵循两个原则:(1)按事情发生的过程进行分步;(2)按元素的性质进行分类.解决时通常从三个途径考虑;①以元素为主考虑,即先满足特殊元素的要求,再考虑其他元素;②以位置为主考虑,即先满足特殊位置的要求,再考虑其他位置;③先不考虑附加条件,计算出排列或组合数,再减去不合要求的排列或组合数.3.有4个不同的球,4个不同的盒子,把球全部放入盒子内.(1)共有几种放法?(2)恰有1个空盒,有几种放法?(3)恰有2个盒子不放球,有几种放法?解:(1)44=256(种).24(2)先从4个小球中取2个放在一起,有C种不同的取法,再把取出的两个小球与另外234个小球看作三堆,并分别放入4个盒子中的3个盒子里,有A种不同的放法.根据分步乘2434法计数原理,不同的放法共有C A=144(种).(3)恰有2个盒子不放球,也就是把4个不同的小球只放入2个盒子中,有两类放法;34第一类,1个盒子放3个小球,1个盒子放1个小球,先把小球分组,有C种,再放到2 2434242424个小盒中有A种放法,共有C A种放法;第二类,2个盒子中各放2个小球有C C种放34242424法,故恰有2个盒子不放球的方法共有C A+C C=84(种).解题高手多解题用0到9这10个数字组成没有重复数字的五位数,其中含3个奇数与2个偶数的五位数有多少个?[解] 法一:直接法把从5个偶数中任取2个分为两类:(1)不含0的:由3个奇数和2个偶数组成的五位数,可分两步进行:第1步,选出335245奇2偶的数字,方法有C C种;第2步,对选出的5个数字全排列有A种方法.35245故所有适合条件的五位数有C C A个.14(2)含有0的:这时0只能排在除首位(万位)以外的四个位置中的一个,有A种排法;1435再从2,4,6,8中任取一个,有C种取法,从5个奇数数字中任取3个,有C种取法,再把41414354取出的4个数全排列有A种方法,故有A C C A种排法.352451414354根据分类加法计数原理,共有C C A+A C C A=11 040个符合要求的数.法二:间接法352553514435255如果对0不限制,共有C C A种,其中0居首位的有C C A种.故共有C C A-C 35144C A=11 040个符合条件的数.1.甲、乙、丙三位同学选修课程,从4门课程中,甲选修2门,乙、丙各选修3门,则不同的选修方案共有( )A.36种 B.48种C.96种D.192种243434解析:选C 完成这件事情可用分步计数原理,有C C C=96种.2.某中学从4名男生和3名女生中推荐4人参加社会公益活动,若选出的4人中既有男生又有女生,则不同的选法共有( )A.140种B.120种C.35种D.34种1432423解析:选D 若选1男3女有C C=4种;若选2男2女有C C=18种;若选3男1 3413女有C C=12种,所以共有4+18+12=34种不同的选法.3.某校开设A类选修课3门,B类选修课4门,一位同学从中选3门,若要求两类课程中各至少选一门,则不同的选法共有( )A.30种B.35种C.42种D.48种1324解析:选A 法一:选修1门A类,2门B类课程的选法有C C种;选修2门A类,1231413242314门B类的课程的选法有C C种.故选法共有C C+C C=18+12=30(种).373法二:从7门选修课中选修3门的选法有C种,其中3门课都为A类的选法有C种,3437334都为B类的选法有C种,故选法共有C-C-C=30(种).4.7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).37解析:第1步,从7名志愿者中选出3人在周六参加社区公益活动,有C种不同的选34法;第2步,从余下的4人中选出3人在周日参加社区公益活动,有C种不同的选法.3734根据分步乘法计数原理,共有C C=140种不同的安排方案.答案:1405.从4台甲型和5台乙型电视机中任选3台,其中至少有甲型和乙型电视各一台,则不同的取法有______种.2415解析:分为两类:第一类,选出的3台电视机有2台甲型1台乙型有C C种选法;第1425二类,选出的3台电视机有1台甲型2台乙型有C C种选法;根据分类加法计数原理共有C 24151425C+C C=70种.答案:706.某车间有11名工人,其中5名钳工,4名车工,另外2名既能当车工又能当钳工,现在要从这11名工人中选4名钳工,4名车工修理一台机床,则有多少种选法?4546解:分三类:第一类,选出的4名钳工中无“多面手”,此时选法有C C=75(种);123545第二类,选的4名钳工中有1名“多面手”,此时选法为C C C=100(种);2254第三类,选的4名钳工中有2名“多面手”,此时选法为C C C=10(种).由分类加法计数原理,得不同的选法共有75+100+10=185(种).一、选择题1.某班共有10名任课教师,其中4名男教师,6名女教师.教师节这天要表彰一位男教师和一位女教师,不同的表彰方法有( )A.12种 B.30种C.15种D.24种1614解析:选D 分两步:第一步先选女教师,有C种选法;第二步选男教师,有C种1614选法,共有C·C=24种选法.2.以一个正三棱柱的顶点为顶点的四面体有( )A.6个B.12个C.18个D.30个46解析:选B 从6个顶点中任取4个有C=15种取法,其中四点共面的有3个,所以满足题意的四面体有15-3=12个.3.将5名同学分成甲、乙、丙3个小组,若甲组至少两人,乙、丙组至少各一人,则不同分组方案的种数为( )A.180 B.120C.80 D.60252323512解析:选C 由题意可得不同的组合方案种数为C C A+C C=80.4.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474解析:选D 从7人中选4人,共有C=35种选法,4人全是男生的选法有C=1种.故4人中既有男生又有女生的选法种数为35-1=34.二、填空题5.从5名志愿者中选派4人在星期五、星期六、星期日参加公益活动,每人一天,要求星期五有一人参加,星期六有两人参加,星期日有一人参加,则不同的选派方法共有________种.解析:5人中选4人则有C 种,周五一人有C 种,周六两人则有C ,周日则有C 种,4514231故共有C ×C ×C =60(种).451423答案:606.5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C C A =12种排法;当入选13122的3名队员为2名新队员1名老队员时,有C C A =36种排法.故共有12+36=48种排法.12233答案:487.将0,1,2,3,4,5这六个数字,每次取三个不同的数字,把其中最大的数字放在百位上排成三位数,这样的三位数有________个.解析:先选取三个不同的数有C 种方法,然后将其中最大的数放在百位上,另外两个36不同的数放在十位或个位上,有A 种排法.故共有C ·A =40(个)三位数.2362答案:408.某公司为员工制定了一项旅游计划,从7个旅游城市中选择5个进行游览.如果M ,N 为必选城市,并且在浏览过程中必须按先M 后N 的次序经过M ,N 两城市(M ,N 两城市可以不相邻),则不同的游览线路种数是______.解析:先M 后N 的次序和先N 后M 的次序各占总数的.通过分析,我们可以得到不12同的游览线路种数为C C A =600.122355答案:600三、解答题9.3名男同志和3名女同志到4辆不同的公交车上服务,(1)若每辆车上都需要人但最多安排男女各一名,有多少种安排方法?(2)若男女各包2辆车,有多少种安排方法?解:(1)先将3名男同志安排到车上有A 种方法,在未安排男同志的那辆车安排女同志34有C 种方法,还有2个女同志有A 种安排方法,故共有A C A =432(种)安排方法.1323341323(2)男同志分2组有C 种方法,女同志分2组有C 种方法,将4组安排到4辆车上有A 2323种方法,故共有C C A =216(种)安排方法.42323410.有五张卡片,它们的正、反面分别写0与1,2与3,4与5,6与7,8与9.将其中任意三张并排放在一起组成三位数,共可组成多少个不同的三位数?解:法一:(直接法)从0与1两个特殊值着眼,可分三类:(1)取0不取1,可先从另四张卡片中选一张作百位,有C 种方法;0可在后两位,有C 14种方法;最后需从剩下的三张中任取一张,有C 种方法;又除含0的那张外,其他两张都1213141213有正面或反面两种可能,故此时可得不同的三位数有C C C·22个.243(2)取1不取0,同上分析可得不同的三位数C·22·A个.343(3)0和1都不取,有不同的三位数C·23·A个.141213243343综上所述,共有不同的三位数:C·C·C·22+C·22·A+C·23·A=432(个).353法二:(间接法)任取三张卡片可以组成不同的三位数C·23·A个,其中0在百位的有C 242353242·22·A个,这是不合题意的,故共有不同的三位数:C·23·A-C·22·A=432(个).。
高中数学(湘教版选修1-2)同步课件:7.1-7.2 数系的扩充与复数
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4.设z=a+bi(a,b∈R),则当且仅当 b=0 时,z为实 数.当 b≠0 时,z为虚数,当 a=0且b≠0 时,z
为纯虚数. 5.实数集R是复数集C的 真子集 ,即R C.这样复数包括
实数 和 虚数 . 6.a+bi=c+di(a,b,c,d∈R)的充要条件是 a=c且b=d .
答案 A
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方法点评 (1)b≠0也是z=a+bi(a,b∈R)为纯虚数的必要不 充分条件;(2)本题的选择项C与D及“a=0且b=0”均为z= a+bi(a,b∈R)为纯虚数的既不充分也不必要的条件.
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【训练1】 对于实数a、b,下列结论正确的是
( ).
(1)是实数?(2)是虚数? [错解] (1)当m2-m-12=0,即m=-3或m=4时, z是实数. (2)当m2-m-12≠0,即m≠4且m≠-3时, z是虚数.
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[错因分析] 研究一个复数在什么情况下是实数、虚数或纯 虚数时,首先要保证这个复数的实部、虚部是有意义的,这 是一个前提条件.上述解法便忽略了分母不能为0的条件, 丢掉了m+3≠0,导致错解.
第7章 数系的扩充与复数
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7.1 解方程与数系的扩充 7.2 复数的概念
【课标要求】 1.了解引进虚数i的必要性,了解数集的扩充过程. 2.理解在数系的扩充中由实数集扩展到复数集出现的一些
基本概念,如:虚数单位、复数、虚数、纯虚数、实部、 虚部等等. 3.理解复数相等的充要条件.
答案 -1
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名师点睛
1.数的概念扩充的原则 (1)增添了新元素. (2)新旧元素在一起构成数集.在新的数集里,定义一些 基本关系和运算,使原有的一些主要性质(如运算定律) 仍旧能够适用. (3)旧元素作为新数集里的元素,原有的运算关系仍然保 持.
2019年数学新同步湘教版选修1-2讲义+精练:模块综合检测 Word版含解析
姓名,年级:时间:错误!(时间120分钟,满分150分)一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,满分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.设复数z满足(1+i)z=2,其中i为虚数单位,则z=( )A.2-2i B.2+2iC.1-i D.1+i解析:z=错误!=错误!=错误!=1-i。
答案:C2.设回归方程y=3-5x,变量x增加一个单位时( )A.y平均增加3个单位 B.y平均减少5个单位C.y平均增加5个单位 D.y平均减少3个单位解析:由回归方程知:y与x是负相关的,x每增加一个单位,y减少5个单位.答案:B3.由①正方形的四个内角相等;②矩形的四个内角相等;③正方形是矩形,根据“三段论”推理出一个结论,则作为大前提、小前提、结论的分别为()A.②①③ B.③①②C.①②③ D.②③①解析:根据三段论的一般形式,可以得到大前提是②,小前提是③,结论是①。
答案:D4.观察数列1,2,2,3,3,3,4,4,4,4,…的特点,问第100项为( )A.10 B.14C.13 D.100解析:由于1有1个,2有2个,3有3个,…,则13有13个,所以1~13的总个数为错误!=91,从而第100个数为14。
答案:B5.复数z满足(-1+i)z=(1+i)2,其中i为虚数单位,则在复平面上复数z对应的点位于()A.第一象限 B.第二象限C.第三象限 D.第四象限解析:z=1+i2-1+i=错误!=错误!=1-i,故z在复平面内对应的点的坐标为(1,-1),位于第四象限.答案:D6.在等差数列{a n}中,若a n>0,公差d>0,则有a4·a6>a3·a7,类比上述性质,在等比数列{b n}中,若b n>0,q>1,则b4,b5,b7,b8的一个不等关系是( )A.b4+b8>b5+b7 B.b5+b7>b4+b8C.b4+b7>b5+b8 D.b4+b5>b7+b8答案:A7.(山东高考)执行两次如图所示的程序框图,若第一次输入的x的值为7,第二次输入的x 的值为9,则第一次、第二次输出的a的值分别为()A.0,0 B.1,1C.0,1 D.1,0解析:当输入x=7时,b=2,因为b2>x不成立且x不能被b整除,故b=3,这时b2〉x成立,故a=1,输出a的值为1.当输入x=9时,b=2,因为b2〉x不成立且x不能被b整除,故b=3,这时b2>x不成立且x能被b整除,故a=0,输出a的值为0.答案:D8.已知a,b,c,d为正数,S=错误!+错误!+错误!+错误!,则()A.0〈S〈1 B.1<S<2C.2〈S<3 D.3〈S〈4解析:S<错误!+错误!+错误!+错误!=2,S 〉错误!+错误!+错误!+错误!=1。
2019年数学新同步湘教版选修2-3精编讲义 精练:第7章7.1两个计数原理Word版含解析
7.1两个计数原理第一课时分类加法计数原理与分步乘法计数原理[读教材·填要点]1.分类加法计数原理如果完成一件事有n类办法,在第一类办法中有m1种不同的方法,在第二类办法中有m2种不同的方法,…,在第n类办法中有m n种不同的方法,那么完成这件事共有N=m1+m2+…+m n种不同的方法.2.分步乘法计数原理如果完成一件事需要分成n个步骤,第一个步骤有m1种不同的方法,第二个步骤有m2种不同的方法,…,第n个步骤有m n种不同的方法,那么完成这件事共有N=m1×m2×m3×…×m n种不同的方法.[小问题·大思维]何时使用分类加法计数原理?何时使用分步乘法计数原理?提示:完成一件事时,若每一类方法中的任一种方法均能将这件事从头到尾完成,则计算完成这件事的方法总数用分类加法计数原理;完成一件事,若每一步的任一种方法只能完成这件事的一部分,而且必须依次完成所有各步后才能完成这件事,则计算完成这件事的方法总数用分步乘法计数原理.[例1]36人;丙班有学生56人,其中男生35人.(1)从这三个班中选一名学生担任学生会主席,有多少种不同的选法?(2)从这三个班的男生中选一人担任学生会体育部部长,有多少种不同的选法?[解](1)分3类:从甲班选一名,有56种不同选法;从乙班选一名,有58种不同选法;从丙班选一名,有56种不同选法.每一种方法都能独立完成“选一名学生担任学生会主席”这件事,根据分类加法计数原理,共有56+58+56=170种不同的选法.(2)分3类:从甲班选一名男生,有36种不同选法;从乙班选一名男生,有58-36=22种不同选法;从丙班选一名男生,有35种不同选法.根据分类加法计数原理,共有36+22+35=93种不同的选法.用分类加法计数原理解题应注意以下问题:(1)明确题目中所指的“完成一件事”是什么事,完成这件事可以有哪些办法,怎样才算完成这件事.(2)分类计数原理中的“分类”要全面、不能遗漏,但也不能重复、交叉.(3)“类”与“类”之间是并列的、互斥的、独立的,也就是说,完成一件事情,每次只能选择其中的一类办法中的某一种方法.(4)若完成某件事情有n类办法,则它们两两的交集为空集,n类的并集为全集.1.在所有的两位数中,个位数字大于十位数字的两位数共有多少个?解:法一:按十位上的数字分别是1,2,3,4,5,6,7,8的情况分成8类,在每一类中满足题目条件的两位数分别有8个,7个,6个,5个,4个,3个,2个,1个.由分类加法计数原理知,符合题意的两位数共有8+7+6+5+4+3+2+1=36(个).法二:按个位上的数字是2,3,4,5,6,7,8,9分成8类,在每一类中满足条件的两位数分别有1个,2个,3个,4个,5个,6个,7个,8个,所以按分类加法计数原理,满足条件的两位数共有1+2+3+4+5+6+7+8=36(个).[例2]从多少个?(1)三位数;(2)三位数的偶数.[解](1)三位数有三个数位,百位十位个位故可分三个步骤完成:第一步,排个位,从1,2,3,4中选1个数字,有4种方法;第二步,排十位,从剩下的3个数字中选1个,有3种方法;第三步,排百位,从剩下的2个数字中选1个,有2种方法.依据分步乘法计数原理,共有4×3×2=24个满足要求的三位数.(2)分三个步骤完成:第一步,排个位,从2,4中选1个,有2种方法;第二步,排十位,从余下的3个数字中选1个,有3种方法;第三步,排百位,只能从余下的2个数字中选1个,有2种方法.故共有2×3×2=12个三位数的偶数.利用分步乘法计数原理应注意:(1)要按事件发生的过程合理分步,即分步是有先后顺序的.(2)“步”与“步”之间是连续的、不间断的或缺一不可的,但也不能重复、交叉.(3)若完成某件事情需n步,则必须且只需依次完成这n个步骤后,这件事情才算完成.2.乒乓球队的10名队员中有3名主力队员,派5名参加比赛,3名主力队员要安排在第一、三、五位置,其余7名队员选2名安排在第二、四位置,求不同的出场安排共有多少种?解:法一:按出场次序,第一位置队员的安排有3种方法,第二位置队员的安排有7种方法,第三位置队员的安排有2种方法,第四位置队员的安排有6种方法,第五位置队员的安排只有1种方法.由分步乘法计数原理,得不同的出场安排种数为3×7×2×6×1=252.法二:按主力与非主力,分两步安排.第一步,安排3名主力队员在第一、三、五位置上,有6种方法,第二步,安排7名非主力队员中的2名在第二、四位置上,有7×6种方法.由分步乘法计数原理,得不同的出场安排种数为6×7×6=252.[例3]的数字,则方程所表示的不同直线共有多少条?[解]分两类完成.第1类,当A或B中有一个为0时,表示的直线为x=0或y=0,共2条.第2类,当A,B不为0时,直线Ax+By=0被确定需分两步完成.第1步,确定A的值,有4种不同的方法;第2步,确定B的值,有3种不同的方法.由分步乘法计数原理知,共可确定4×3=12条直线.由分类加法计数原理知,方程所表示的不同直线共有2+12=14条.利用两个计数原理解题时的三个注意点(1)当题目无从下手时,可考虑要完成的这件事是什么,即怎样做才算完成这件事,然后给出完成这件事的一种或几种方法,从这几种方法中归纳出解题方法.(2)分类时标准要明确,做到不重不漏,有时要恰当画出示意图或树形图,使问题的分析更直观、清楚,便于探索规律.(3)综合问题一般是先分类再分步.3.某电视台的主持人在某综艺节目中拿出两个信箱,其中放着竞猜中成绩优秀的观众来信,甲箱中有30封,乙箱中有20封,现由主持人抽奖确定幸运观众,若先从中确定一名幸运之星,再从两箱中各确定一名幸运观众,则有多少种不同结果?解:①若幸运之星在甲箱中抽取,则有30×29×20=17 400种不同的结果;②若幸运之星在乙箱中抽取,则有20×19×30=11 400种不同的结果.故共有17 400+11 400=28 800种不同结果.中选出会英语和日语的各一人,有多少种不同的选法?[尝试][错解]第一步,从会英语的7人中选一人,有7种选法;第二步,从会日语的3人中选一人,有3种选法,故共有7×3=21(种)不同的选法.[错因]由题目条件可知,外语组共有9人,显然错解误认为会英语的7人,会日语的3人,共10人.而忽视了其中有一人既会英语又会日语这一隐含条件,从而导致解题错误.由于该题中既会英语又会日语的有1人,而选不选该人对下一步都有影响,所以要进行分类:第一类他不当选;第二类按会英语当选;第三类按会日语当选.在每一类中,又要分两步,因此是先分类后分步问题.[正解]“完成一件事”指“从9人中选出会英语与日语的各1人”,故需分三类:①既会英语又会日语的不当选;②既会英语又会日语的按会英语当选;③既会英语又会日语的按会日语当选.既会英语又会日语的有7+3-9=1(人),仅会英语的有6人,仅会日语的有2人.先分类后分步,从仅会英、日语的人中各选1人有6×2种选法;从仅会英语与英、日语都会的人中各选1人有6×1种选法;从仅会日语与英、日语都会的人中各选1人有2×1种选法.根据分类加法计数原理,共有6×2+6×1+2×1=20(种)不同选法.1.某同学从4本不同的科普杂志,3本不同的文摘杂志,2本不同的娱乐新闻杂志中任选一本阅读,则不同的选法共有()A.24种B.9种C.3种D.26种解析:选B不同的杂志本数为4+3+2=9种,从其中任选一本阅读,共有9种选法.2.(全国卷Ⅰ)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.18C.12 D.9解析:选B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.3.如果一条直线与一个平面平行,那么称此直线与平面构成一个“平行线面组”.在一个长方体中,由两个顶点确定的直线与含有四个顶点的平面构成的“平行线面组”的个数是()A.60 B.48C.36 D.24解析:选B长方体的6个表面构成的“平行线面组”有6×6=36(个),另外含4个顶点的6个面(非表面)构成的“平行线面组”有6×2=12(个),所以共有36+12=48(个).4.已知x∈{2,3,7},y∈{-3,-4,8},则xy可表示不同的值的个数为________.解析:分两步:第1步,在集合{2,3,7}中任取一个值,有3种不同取法;第2步,在集合{-3,-4,8}中任取一个值,有3种不同取法.故xy可表示3×3=9个不同的值.答案:95.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________.解析:完成配成一套衣服这件事分两步:第一步选长裤,有3种选法,第二步选上衣,有4种选法,共有3×4=12种不同配法.答案:126.某座山,若从东侧通往山顶的道路有3条,从西侧通往山顶的道路有2条,其余无道路通向山顶.(1)某游人从一侧上山,另一侧下山,共有多少种不同的走法?(2)某游人任意选择上山与下山的道路,共有多少种不同的走法?解:(1)分两类:①从东侧上山,西侧下山,走法有3×2=6(种);②从西侧上山,东侧下山,走法有2×3=6(种),所以共有6+6=12(种)不同的走法.(2)法一:完成从上山到下山这件事可分为四类:①从东侧上山,且从东侧下山,走法有3×3种;②从东侧上山,从西侧下山,走法有3×2种;③从西侧上山,从东侧下山,走法有2×3种;④从西侧上山,且从西侧下山,走法有2×2种.根据分类加法计数原理知,共有3×3+3×2+2×3+2×2=25(种)不同的走法.法二:上山共有5条道路,下山也有5条道路,由分步乘法计数原理得从上山到下山共有5×5=25(种)不同的走法.一、选择题1.从3名女同学和2名男同学中选出一人主持本班一次班会,则不同的选法种数为()A.6B.5C.3 D.2答案:B2.在2,3,5,7,11这五个数字中,任取两个数字组成分数,其中假分数的个数为() A.20 B.10C.5 D.24解析:选B假分数的分子大于分母.故以2为分母的有4个;以3为分母的有3个;以5为分母的有2个;以7为分母的只有1个.由分类加法计数原理知共有4+3+2+1=10个.3.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+b i,其中虚数有()A .30个B .42个C .36个D .35个解析:选C 要完成这件事可分两步,第一步确定b (b ≠0)有6种方法,第二步确定a 有6种方法,故由分步乘法计数原理知共有6×6=36个虚数.4.已知两条异面直线a ,b 上分别有5个点和8个点,则这13个点可以确定不同的平面个数为( )A .40B .16C .13D .10解析:选C 分两类:第1类,直线a 与直线b 上8个点可以确定8个不同的平面;第2类,直线b 与直线a 上5个点可以确定5个不同的平面.故可以确定8+5=13个不同的平面.二、填空题5.已知a ∈{2,4,6,8},b ∈{3,5,7,9},能组成log a b >1的对数值有________个.解析:分四类,当a =2时,b 取3,5,7,9四种情况;当a =4时,b 取5,7,9三种情况;当a =6时,b 取7,9两种情况;当a =8时,b 取9一种情况,所以总共有4+3+2+1=10种,又log 23=log 49,所以对数值有9个.答案:96.圆周上有2n 个等分点(n 大于2),任取3个点可得一个三角形,恰为直角三角形的个数为________.解析:先在圆周上找一点,因为有2n 个等分点,所以应有n 条直径,不过该点的直径应有n -1条,这n -1条直径都可以与该点形成直角三角形,即一个点可形成n -1个直角三角形,而这样的点有2n 个,所以一共可形成2n (n -1)个符合条件的直角三角形.答案:2n (n -1)7.已知A ={-1,0,1,2,3},B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,13,2,4,5 ,且a ∈A ,b ∈B ,则不同的双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)共有________条. 解析:a 可取1,2,3;b 可取13,2,4,5,故不同的双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)共有3×4=12(条).答案:128.5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名队员参加团体比赛,则入选的3名队员中至少有一名老队员的选法有________种.(用数字作答) 解析:分为两类完成,两名老队员、一名新队员时,有3种选法;两名新队员、一名老队员时,有2×3=6种选法,即共有9种不同选法.答案:9三、解答题9.已知集合M={-3,-2,-1,0,1,2},P(a,b)表示平面上的点(a,b∈M),问:(1)P可表示平面上多少个不同的点?(2)P可表示平面上多少个第二象限的点?(3)P可表示多少个不在直线y=x上的点?解:(1)确定平面上的点P(a,b)可分两步完成:第一步确定a的值,共有6种方法;第二步确定b的值,也有6种方法.根据分步乘法计数原理,得到P(a,b)可表示平面上6×6=36(个)不同的点.(2)确定第二象限的点,可分两步完成:第一步确定a,因为a<0,所以有3种确定方法;第二步确定b,因为b>0,所以有2种确定方法.由分步乘法计数原理,得到P(a,b)可表示平面上3×2=6(个)第二象限的点.(3)点P(a,b)在直线y=x上的充要条件是a=b.因此a和b必须在集合M中取同一元素,共有6种取法,即在直线y=x上的点有6个.由(1)得不在直线y=x上的点共有36-6=30个.10.现有高一四个班的学生34人,其中一、二、三、四班分别有7人、8人、9人、10人,他们自愿组成数学课外小组.(1)选其中一人为负责人,有多少种不同的选法?(2)每班选一名组长,有多少种不同的选法?(3)推选两人做中心发言,这两人需来自不同的班级,有多少种不同的选法?解:(1)分四类:第一类,从一班学生中选1人,有7种选法;第二类,从二班学生中选1人,有8种选法;第三类,从三班学生中选1人,有9种选法;第四类,从四班学生中选1人,有10种选法.所以共有不同的选法N=7+8+9+10=34(种).(2)分四步:第一、二、三、四步分别从一、二、三、四班学生中选一人任组长.所以共有不同的选法N=7×8×9×10=5 040(种).(3)分六类,每类又分两步:从一、二班学生中各选1人,有7×8种不同的选法;从一、三班学生中各选1人,有7×9种不同的选法;从一、四班学生中各选1人,有7×10种不同的选法;从二、三班学生中各选1人,有8×9种不同的选法;从二、四班学生中各选1人,有8×10种不同的选法;从三、四班学生中各选1人,有9×10种不同的选法.所以,共有不同的选法N=7×8+7×9+7×10+8×9+8×10+9×10=431(种).第二课时分类加法计数原理与分步乘法计数原理的应用[例1](1)每位学生必须参加且只能参加一项竞赛,有多少种不同结果?(2)每项竞赛只许一位学生参加,有多少种不同结果?[解](1)学生可以选择竞赛项目,而竞赛项目对于学生无条件限制,所以每位学生均有3个不同的机会.要完成这件事必须是每位学生参加的竞赛全部确定下来才行,因此需分四步.而每位学生均有3个不同机会,所以用分步乘法计数原理可得3×3×3×3=34=81种不同结果.(2)竞赛项目可挑选学生,而学生无选择项目的机会,每一个项目可挑选4位不同学生中的一位.要完成这件事必须是每项竞赛所参加的学生全部确定下来才行,因此需分三步,用分步乘法计数原理可得4×4×4=43=64种不同结果.保持例题条件不变,若每位学生只能参加一项竞赛,且每项竞赛只许一位学生参加,则共有多少种不同结果?解:第一个项目可挑选4个学生中的一位,有4种不同的选法;第二个项目可从剩余的3个学生中选一位,有3种不同的选法;第三个项目可从剩余的2位学生中选一位,有2种不同的选法,故共有4×3×2=24种不同结果.选(抽)取与分配问题的常见类型及其解法(1)当涉及对象数目不大时,一般选用枚举法、树形图法、框图法或者图表法.(2)当涉及对象数目很大时,一般有两种方法:①直接使用分类加法计数原理或分步乘法计数原理.一般地,若抽取是有顺序的就按分步进行;若按对象特征抽取的,则按分类进行.②间接法:去掉限制条件计算所有的抽取方法数,然后减去所有不符合条件的抽取方法数即可.1.有4位老师在同一年级的4个班级中各教一个班的数学,在数学考试时,要求每位老师均不在本班监考,则安排监考的方法种数是()A.11B.10C.9 D.8解析:选C法一:设四个班级分别是A,B,C,D,它们的老师分别是a,b,c,d,并设a监考的是B,则剩下的三个老师分别监考剩下的三个班级,共有3种不同的方法;同理当a监考C,D时,剩下的三个老师分别监考剩下的三个班级也各有3种不同的方法.这样,由分类加法计数原理知共有3+3+3=9种不同的安排方法.法二:让a先选,可从B,C,D中选一个,即有3种选法.若选的是B,则b从剩下的3个班级中任选一个,也有3种选法,剩下的两个老师都只有一种选法,根据分步乘法计数原理知,共有3×3×1×1=9种不同安排方法.2.从6名志愿者中选4人分别从事翻译、导游、导购、保洁四项不同的工作,若其中甲、乙两名志愿者不能从事翻译工作,则选派方案共有()A.280种B.240种C.180种D.96种解析:选B由于甲、乙不能从事翻译工作,因此翻译工作从余下的4名志愿者中选1人,有4种选法.后面三项工作的选法有5×4×3种,因此共有4×5×4×3=240种选派方案.[例2]用0,1,2,3,4(1)银行存折的四位密码?(2)四位整数?(3)四位奇数?[解](1)完成“组成无重复数字的四位密码”这件事,可以分四个步骤:第一步:选取左边第一个位置上的数字,有5种选取方法;第二步:选取左边第二个位置上的数字,有4种选取方法;第三步:选取左边第三个位置上的数字,有3种选取方法;第四步:选取左边第四个位置上的数字,有2种选取方法.由分步乘法计数原理知,可组成不同的四位密码共有N=5×4×3×2=120(个).(2)完成“组成无重复数字的四位整数”这件事,可以分四个步骤:第一步:从1,2,3,4中选取一个数字作千位数字,有4种不同的选取方法;第二步:从1,2,3,4中剩余的三个数字和0共四个数字中选取一个数字作百位数字,有4种不同的选取方法;第三步:从剩余的三个数字中选取一个数字作十位数字,有3种不同的选取方法;第四步:从剩余的两个数字中选取一个数字作个位数字,有2种不同的选取方法.由分步乘法计数原理知,可组成不同的四位数共有N=4×4×3×2=96(个).(3)完成“组成无重复数字的四位奇数”这件事,有两类办法:第一类办法,四位奇数的个位数字为1,这件事分三个步骤完成.第一步:从2,3,4中选取一个数字作千位数字,有3种不同的选取方法;第二步:从2,3,4中剩余的两个数字与0共三个数字中选取一个数字作百位数字有3种不同的选取方法;第三步:从剩余的两个数字中,选取一个数字作十位数字,有2种不同的选取方法.由分步乘法计数原理知,第一类中的四位奇数共有N1=3×3×2=18(个).第二类办法,四位奇数的个位数字为3,这件事分三个步骤完成.第一步:从1,2,4中选取一个数字作千位数字,有3种不同的选取方法;第二步:从1,2,4中剩余的两个数字和0共三个数字中选取一个数字作百位数字,有3种不同的选取方法;第三步:从剩余的两个数字中,选取一个数字作十位数字,有2种不同的选取方法.由分步乘法计数原理知,第二类中的四位奇数共有N2=3×3×2=18(个).最后,由分类加法计数原理知,符合条件的四位奇数共有N=N1+N2=36(个).保持例题条件不变,有多少个比2 000大的整数?解:按千位→百位→十位→个位的顺序接排,分别有3,4,3,2种不同的方法,由分步乘法计数原理知,共有3×4×3×2=72个比2 000大的整数.对于组数问题的计数,一般按特殊位置(末位或首位)由谁占领分类,每类中再按特殊位置(或元素)优先的方法分步来计数.当分类较多时,可用间接法处理.3.由数字0,1,2,3,4,5可组成多少个没有重复数字且不能被5整除的四位数字?解:组成四位数可分四步,第一步排千位有5种,第二步排百位有5种,第三步排十位有4种,第四步排个位有3种.由分步乘法计数原理得共有四位数5×5×4×3=300(个).同理,个位数为0的四位数有60个,个位数为5的四位数有48个.∴不能被5整除的四位数共有300-48-60=192(个).[例3]用6,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]法一:分类:第一类,A,D涂同色,有6×5×4=120种涂法,第二类,A,D涂异色,有6×5×4×3=360种涂法,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.解答区域涂色(种植)问题时,为便于分析问题,先给区域(种植的品种)标上相应序号,然后按涂色(种植)的顺序分步或颜色(种植的品种)当选情况分类,最后利用两个计数原理求解.4.有4种不同的作物可供选择种植在如图所示的4块试验田中,每块种植一种作物,相邻的试验田(有公共边)不能种植同一种作物,共有多少种不同的种植方法?解:法一:第一步:种植A第二步:种植B试验田有3种方法:第三步:若C试验田种植的作物与B试验田相同,则D试验田有3种方法,此时有1×3=3种种植方法.若C试验田种植的作物与B试验田不同,则C试验田有2种种植方法,D也有2种种植方法,共有2×2=4种种植方法.由分类加法计数原理知,有3+4=7种方法.第四步:由分步乘法计数原理有N=4×3×7=84种不同的种植方法.法二:(1)若A、D种植同种作物,则A、D有4种不同的种法,B有3种种植方法,C 也有3种种植方法,由分步乘法计数原理,共有4×3×3=36种种植方法.(2)若A、D种植不同作物,则A有4种种植方法,D有3种种植方法,B有2种种植方法,C有2种种植方法,由分步乘法计数原理,共有4×3×2×2=48种种植方法.综上所述,由分类加法计数原理,共有N=36+48=84种种植方法.共有多少种不同取法?[尝试][巧思]解决本题的关键是取贺卡顺序的确定.如果甲先取,则有3种不同的取法,假设甲取到的贺卡是乙写的,则让乙再取卡(即甲取到谁写的卡,就让准先取),也有3种不同的取法,则剩余两人的拿法就很显然了.[妙解]第一步,甲取1张不是自己所写的贺卡,有3种取法;第二步,由甲取出的那张贺卡的供卡人取,也有3种取法;第三步,由剩余两人中任一人取,此时只有1种取法;第四步,最后1个人取,只有1种取法.由分步乘法计数原理可知,共有3×3×1×1=9种取法.1.由数字1,2,3,4,5,6可以组成没有重复数字的两位数的个数是()A.11B.12C.30 D.36解析:选C个位数字有6种选法,十位数字有5种选法,由分步乘法计数原理知,可组成6×5=30个无重复数字的两位数.2.如图所示,一环形花坛分成A,B,C,D四块,现有四种不同的花供选种,要求在每块里种一种花,且相邻的两块种不同的花,则不同的种法种数为()A.96 B.84C.60 D.48解析:选B依次种A,B,C,D4块,当C与A种同一种花时,有4×3×1×3=36种种法;当C与A所种的花不同时,有4×3×2×2=48种种法.由分类加法计数原理知,不同的种法种数为36+48=84.3.甲、乙、丙三个电台,分别有3,4,4人,新年中彼此祝贺,每两个电台的人都彼此一一通话,那么他们一共要通话()A.40次B.48次C.36次D.24次解析:选A利用两个原理,3×4+3×4+4×4=40.4.现有6名同学去听同时进行的5个课外知识讲座,每名同学可自由选择其中的一个讲座,不同选法的种数是________.解析:依题意知,每位同学都各有5种不同的选择,由分步乘法计数原理得知,满足题意的选法总数为56种.答案:565.用数字2,3组成四位数,且数字2,3至少都出现一次,这样的四位数共有________个.(用数字作答)解析:数字2,3至少出现一次,可分2出现1次,2次,3次共3类第一类:2出现一次,即2,3,3,3,此时2可分别位于1~4位,共有4种第二类:2出现两次,即2,2,3,3,先排2,则3随之确定,当2先出现在第一位时,有3种;当2先出现第二位时,有2种;当2先出现第三位时,有1种,共有1+2+3=6种第三类:2出现3次,即2,2,2,3,此时可先排3,2随之确定,共有4种∴共有4+6+4=14种不同的排法.答案:146.将如图所示的四棱锥的每一个顶点染上一种颜色,并使同一条棱上的两端点异色,如果只有5种颜色可供使用,求不同的染色方法总数.解:按照S→A→B→C→D的顺序分类染色,第一类:A、C染相同颜色有5×4×3×1×3=180种;第二类:A、C染不同颜色有5×4×3×2×2=240种;故共有180+240=420种不同的染色方法.一、选择题1.已知函数y=ax2+bx+c,其中a,b,c∈{0,1,2,3,4},则不同的二次函数的个数共有()A.125B.15C.100 D.10解析:选C由二次函数的定义知a≠0.∴选a的方法有4种.选b与选c的方法都有5种.只有a、b、c都确定后,二次函数才确定.故由分步乘法计数原理知共有二次函数4×5×5=100个.。
2019年数学新同步湘教版选修1-2讲义 精练第7章 章末小结 Word版含解析
.虚数单位()=-(即-的平方根是±).()实数可以与进行四则运算,进行运算时原有的加、乘运算律仍然成立.()的幂具有周期性:=,+=,+=-,+=-(∈+),则有++++++=(∈+)..复数的分类复数+,(,∈)错误!.共轭复数设复数的共轭复数为,则()·==;()为实数⇔=;为纯虚数⇔=-..复数相等的条件复数相等的充要条件为+=+⇔=,=(,,,∈).特别地,+=⇔==(,∈)..复数的运算()加法和减法运算:(+)±(+)=(±)+(±)(,,,∈).()乘法和除法运算:复数的乘法按多项式相乘进行运算,即(+)(+)=(-)+(+);复数除法是乘法的逆运算,其实质是分母实数化.[例]复数=(--)+(()∈?()为虚数?()为纯虚数?[解]()∵一个复数是实数的充要条件是虚部为,∴(\\(-->,①(-(=,②))由②得=,经验证满足①式.∴当=时,∈.()∵一个复数是虚数的充要条件是虚部不等于,∴(\\(-->,(-(≠,->.))解得(\\(>(+())或<(-()),>且≠,))即<<或>.∴当<<或>时,为虚数.()∵一个复数是纯虚数的充要条件是其实部为且虚部不为,∴(\\((--(=,(-(≠,->.))解得(\\(=-或=,>且≠.))无解.∴复数不可能是纯虚数.解决此类问题的关键是正确理解复数的分类与复数的实部和虚部之间的关系,另外要注意某些函数的定义域..若复数=+(-)为纯虚数,求实数.解:∵=+(-)=+(-)=+(-)=-为纯虚数,∴=,即=-..已知=(>),且复数ω=(+)的实部减去它的虚部所得的差等于-,求ω·.解:ω=(+)==·=+.根据题意-=-,得-=.∵>,∴=.∴ω=+.∴ω·==.[例]计算:();()(-)(-+)(-)+.[解]()原式======-+.()原式=(+)(-)+=++=+.。
数学同步优化指导(湘教版选修1-2)课件:7.3 复数的四则运算
(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3)-4i)-(5+6i);
(2)(a+bi)-(2a-3bi)-3i(a,b∈R). 解 -8i. (2)(a+bi)-(2a-3bi)-3i=(a-2a)+[b-(-3b)-3]i=-a +(4b-3)i. (1)(1 + 2i) + (3 - 4i) - (5 + 6i) = (4 - 2i) - (5 + 6i) =- 1
第7章 数系的扩充与复数
7.3 复数的四则运算
1.掌握复数代数形式的四则运算. 2.会在复数范围内解方程.
一、阅读教材开始~例2的内容,完成下列问题 1.复数的四则运算 一般地,设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R),有
(a+c)+(b+d)I (1)加法:z1+z2=___________________ ;
(其中判别式Δ=b2-4ac)
1.-i的平方根为________.
2 2 - i 2 2 2.在复数范围内x2-x+1=0的解为________. 1 3 答案:2± 2 i
答案:±
复数的加减法运算
(1)计算:2i-[(3+4i)-(-1+3i)];
(2)已知z1=(3x+y)+(y-4x)i,z2=(4y-2x)-(5x+3y)i(x,
复数的乘除法运算
计算: (1)(1+i)(1-i)+(-1+i);
1 (2) -2+ 3 3 1 2 +2i(1+i); 2 i
(3)(-2+3i)÷ (1+2i); 3+2i 3-2i (4) - . 2-3i 2+3i
解 =1+i.
(1)(1+ i)(1 - i)+ ( - 1 + i)= 1 - i2 + (- 1 + i) = 2 - 1 + i
2019年数学新同步湘教版选修2-1讲义+精练:模块综合检测 Word版含解析
模块综合检测(时间120分钟,满分150分)一、选择题(本大题共12个小题,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.命题“∃x ∈R,2x -3>1”的否定是( )A .∃x ∈R,2x -3≤1B .∀x ∈R,2x -3>1C .∀x ∈R,2x -3≤1D .∃x ∈R,2x -3>1答案:C2.已知椭圆E :x24+y23=1的两个焦点分别为F 1,F 2,M 是平面内任一点.则“|MF 1|+|MF 2|=4”是“点M 在椭圆E 上”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件解析:由题意知,椭圆的长轴长2a =4,根据椭圆的定义知,C 选项正确.答案:C3.双曲线的渐近线为y =±22x ,且过点M (2,-3),则双曲线的方程为( )A .x 2-y22=1 B.x22-y 2=1C.y22-x 2=1D .y 2-x22=1解析:依题意可设双曲线方程为x22-y 2=λ(λ≠0),将M (2,-3)代入双曲线方程,得λ=-1.故所求双曲线方程为y 2-x22=1.答案:D4.已知命题p :若x >y ,则-x <-y ;命题q :若x >y ,则x 2>y 2.在命题①p ∧q ;②p ∨q ;③p ∧(綈q );④(綈p )∨q 中,真命题是( )A .①③B .①④C .②③D .②④解析:由不等式的性质可知,命题p 是真命题,命题q 为假命题,故①p ∧q 为假命题,②p ∨q 为真命题,③綈q 为真命题,则p ∧(綈q )为真命题,④綈p 为假命题,则(綈p )∨q 为假命题,所以选C.答案:C5.已知空间向量a =(1,n,2),b =(-2,1,2),若2a -b 与b 垂直,则|a |等于( )A.5 32 B.212C.372D.3 52解析:由已知可得2a -b =(2,2n,4)-(-2,1,2)=(4,2n -1,2).又∵(2a -b )⊥b ,∴-8+2n -1+4=0.∴2n =5,n =52.∴|a |=1+4+254=3 52.答案:D6.一动圆P 与圆O :x 2+y 2=1外切,而与圆C :x 2+y 2-6x +8=0内切,那么动圆的圆心P 的轨迹是()A .双曲线的一支B .椭圆C .抛物线D .圆解析:圆C 的方程即(x -3)2+y 2=1,圆C 与圆O 相离,设动圆P 的半径为R .∵圆P 与圆O 外切而与圆C 内切,∴R >1,且|PO |=R +1,|PC |=R -1,又|OC |=3,∴|PO |-|PC |=2<|OC |,即点P 在以O ,C 为焦点的双曲线的右支上.答案:A7.以x24-y212=-1的焦点为顶点,顶点为焦点的椭圆方程为( ) A.x216+y212=1 B.x212+y216=1 C.x216+y24=1 D.x24+y216=1解析:双曲线x24-y212=-1化为y212-x24=1,其焦点为(0,±4),顶点为(0,±23).所以对椭圆y2a2+x2b2=1而言,a 2=16,c 2=12.∴b 2=4,因此方程为y216+x24=1.答案:D8.下列选项中,p 是q 的必要不充分条件的是( )A .p :a +c >b +d ,q :a >b 且c >dB .p :a >1,b >1,q :f (x )=a x -b (a >0且a ≠1)的图象不过第二象限C .p :x =1,q :x 2=xD .p :a >1,q :f (x )=log a x (a >0且a ≠1)在(0,+∞)上为增函数解析:由于a >b ,c >d ⇒a +c >b +d ,而a +c >b +d 却不一定推出a >b ,且c >d .故A 中p 是q 的必要不充分条件.B 中,当a >1,b >1时,函数f (x )=a x -b 不过第二象限,当f (x )=a x -b 不过第二象限时,有a >1,b ≥1.故B 中p 是q 的充分不必要条件.C 中,因为x =1时有x 2=x ,但x 2=x 时不一定有x =1,故C 中p 是q 的充分不必要条件.D 中p 是q 的充要条件.答案:A9.正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,BB 1与平面ACD 1所成角的余弦值为( )A.23B.33C.23D.63图,设正方体棱长为1,则BB1―→=(0,0,1).解析:建系如ACD 1,∵B 1D ⊥平面∴取B1D ―→=(-1,-1,-1)为平面ACD 1的法向量.ACD 1所成的角为θ,设BB 1与平面则sinθ=|BB1―→·B1D ―→||BB1―→|·|B1D ―→|=13=33, ∴cos θ=63. 答案:D 10.已知抛物线y 2=ax 与直线y =1-x 有唯一公共点,则该抛物线的焦点到准线的距离为( ) A .1B .2∴cos θ=63. 答案:D10.已知抛物线y 2=ax 与直线y =1-x 有唯一公共点,则该抛物线的焦点到准线的距离为( )A .1B .2C .3D .4解析:将x =1-y 代入抛物线方程,得y 2+ay -a =0,依题意有Δ=a 2+4a =0,所以a =-4,抛物线方程为y 2=-4x .故焦点到准线距离为p =2.答案:B11.已知F 1,F 2是双曲线E :x2a2-y2b2=1的左,右焦点,点M 在E 上,MF 1与x 轴垂直,sin ∠MF 2F 1=13,则E 的离心率为( )A.2B.32C.3D .2作出示意图,如图,离心率e =ca =2c 2a =|F1F2||MF2|-|MF1|,由正弦定理解析:法一:|F1F2||MF2|-|MF1|得e==sin ∠F1MF2sin ∠MF1F2-sin ∠MF2F1=2231-13= 2.故选A.法二:因为MF 1与x 轴垂直,所以|MF 1|=b2a.又sin ∠MF 2F 1=13,所以|MF1||MF2|=13,即|MF 2|=3|MF 1|.由双曲线的定义得2a =|MF 2|-|MF 1|=2|MF 1|=2b2a ,所以b 2=a 2,所以c 2=b 2+a 2=2a 2,所以离心率e =ca= 2.答案:A12.如图所示,已知点P 为菱形ABCD 所在平面外一点,且PA⊥平面ABCD ,PA =AD =AC ,点F 为PC 中点,则平面CBF 与平面DBF 夹角的正切值为( )A.36B.34C.33D.233AC ∩BD =O ,连接OF ,以O 为原点,OB ,OC ,OF 所在直线分别解析:设轴,建立空间直角坐标系,设PA =AD =AC =1,则BD =3,为x 轴、y 轴、zB⎝⎛⎭⎫32,0,0,F ⎝⎛⎭⎫0,0,12,∴C ⎝⎛⎭⎫0,12,0,D ⎝⎛⎭⎫-32,0,0.∴OC ―→=⎝⎛⎭⎫0,12,0,且OC ―→为平面BDF 的一个法向量.由BC ―→=⎝⎛⎭⎫-32,12,0,FB ―→=⎝⎛⎭⎫32,0,-12可得平面BCF 的一个法向量n =(1,3,3).∴cos 〈n ,OC ―→〉=217,sin 〈n ,OC ―→〉=277.∴tan 〈n ,OC ―→〉=233.答案:D二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分,把答案填在题中横线上)13.直线l 经过椭圆的一个顶点和一个焦点,若椭圆中心到l 的距离为其短轴长的14,则该椭圆的离心率为________.解析:不妨设直线l 经过椭圆的一个顶点B (0,b )和一个焦点F (c,0),则直线l 的方程为x c +yb=1,即bx+cy -bc =0.由题意知|-bc|b2+c2=14×2b ,解得c a =12,即e =12.答案:1214.已知平面α的一个法向量为a ,与平面β平行的一个非零向量为b ,给出下列命题:①α∥β⇒a ⊥b ;②α⊥β⇒a ∥b ;③a ∥b ⇒α⊥β;④a ⊥b ⇒α∥β.其中正确的有________.解析:①③正确;②中由α⊥β可得a ∥β或a ⊂β,虽然有b ∥β,但a 与b 不一定平行,④中由a ⊥b 得不到α∥β.答案:①③15.命题“∃x ∈R,2x 2-3ax +9<0”为假命题,则实数a 的取值范围是________.解析:∵∃x ∈R,2x 2-3ax +9<0为假命题,∴∀x ∈R,2x 2-3ax +9≥0为真命题. ∴Δ=9a 2-4×2×9≤0,即a 2≤8.∴-22≤a ≤2 2.答案:[-22,2 2 ]16.在棱长为1的正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,M 和N 分别是A 1B 1和BB 1的中点,那么直线AM 与CN 所成角的余弦值为________.则M ⎝⎛⎭⎫1,12,1, 解析:建系如图,N ⎝⎛⎭⎫1,1,12,A (1,0,0),C (0,1,0)⎝⎛⎭⎫0,12,1, ∴AM―→=⎝⎛⎭⎫1,0,12.CN―→=∴cos 〈AM ―→,CN ―→〉=AM ―→·CN ―→|AM ―→|·|CN ―→|=1254=25. 即直线AM 与CN 所成角的余弦值为25. 答案:25 三、解答题(本大题共6小题,共70分,解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤) 17.(本小题满分10分)已知抛物线的顶点在原点,它的准线过双曲线x2a2-y2b2=1(a >0,b >0)的一个焦点,并且这条准线与双曲线的两焦点的连线垂直,抛物线与双曲线交于点P⎝⎛⎭⎫32,6,求抛物线的方程和双曲线的方程.即直线AM 与CN 所成角的余弦值为25.答案:25三、解答题(本大题共6小题,共70分,解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)17.(本小题满分10分)已知抛物线的顶点在原点,它的准线过双曲线x2a2-y2b2=1(a >0,b >0)的一个焦点,并且这条准线与双曲线的两焦点的连线垂直,抛物线与双曲线交于点P⎝⎛⎭⎫32,6,求抛物线的方程和双曲线的方程.解:依题意,设抛物线的方程为y 2=2px (p >0), ∵点P ⎝⎛⎭⎫32,6在抛物线上,∴6=2p ×32.∴p =2,∴所求抛物线的方程为y 2=4x .∵双曲线的左焦点在抛物线的准线x =-1上,∴c =1,即a 2+b 2=1,又点P ⎝⎛⎭⎫32,6在双曲线上,∴94a2-6b2=1,解方程组⎩⎪⎨⎪⎧a2+b2=1,94a2-6b2=1,得⎩⎨⎧a2=14,b2=34或⎩⎪⎨⎪⎧a2=9,b2=-8(舍去).∴所求双曲线的方程为4x 2-43y 2=1.18.(本小题满分12分)已知条件p :A ={x |2a ≤x ≤a 2+1},条件q :B ={x |x 2-3(a +1)x +2(3a +1)≤0},若条件綈q 是条件綈p 的充分条件,求实数a 的取值范围.解:当a >13时,集合B 可化为B =[2,3a +1],由题意知p 是q 的充分条件,要满足上述条件,需有⎩⎪⎨⎪⎧2a≥2,a2+1≤3a +1,解得1≤a ≤3.当a =13时,显然不满足题意.当a <13时,集合B 可化为B =[3a +1,2],要满足p 是q 的充分条件,需有⎩⎪⎨⎪⎧3a +1≤2a ,a2+1≤2,解得a =-1.综上,实数a 的取值范围是[1,3]∪{-1}.19.(本小题满分12分)如图,在四棱锥P -ABCD 中,PD⊥底面ABCD ,底面ABCD 为正方形,PD =DC ,E ,F 分别是AB ,PB 的中点.(1)求证:EF ⊥CD ;(2)求DB 与平面DEF 所成角的正弦值.明:以D 为坐标原点,DA ,DC ,DP 所在直线分别为x 轴,y 轴,z解:(1)证角坐标系如图.轴建立空间直设AD =a ,则D (0,0,0),A (a,0,0),B (a ,a,0),C (0,a,0),E ⎝⎛⎭⎫a ,a2,0,P (0,0,a ),F ⎝⎛⎭⎫a 2,a 2,a 2.∵EF ―→ ·DC ―→=⎝⎛⎭⎫-a 2,0,a 2·(0,a,0)=0. ∴EF ―→⊥DC ―→,∴EF ⊥CD .(2)设平面DEF 的法向量为n =(x ,y ,z ), 则⎩⎪⎨⎪⎧n·DF ―→=0,n ·DE ―→=0,即错误!即错误!取x =1,则y =-2,z =1,∴n =(1,-2,1), ∴cos 〈BD ―→,n 〉=BD ―→·n |BD ―→|·|n |=a 2a·6=36.故DB 与平面DEF 所成角的正弦值为36. 20.(本小题满分12分)已知抛物线:y 2=4x 的焦点为F ,直线l 过点M (4,0). (1)若点F 到直线l 的距离为3,求直线l 的斜率;(2)设A ,B 为抛物线上两点,且AB 不与x 轴垂直,若线段AB 的垂直平分线恰过点M ,求证:线段AB 中点的横坐标为定值.解:(1)由已知,直线l 的方程为x =4时不合题意.设直线l 的方程为y =k (x -4), 由已知,抛物线的焦点坐标为(1,0), 因为点F 到直线l 的距离为3,所以|3k|1+k2=3, 解得k =±22,所以直线l 的斜率为±22.(2)证明:设线段AB 的中点坐标为N (x 0,y 0),A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 因为AB 不垂直于x 轴, 则直线MN 的斜率为y0x0-4,直线AB 的斜率为4-x0y0,直线AB 的方程为y -y 0=4-x0y0(x -x 0), 联立方程错误!消去x 得⎝⎛⎭⎫1-x04y 2-y 0y +y 20+x 0(x 0-4)=0, 所以y 1+y 2=4y04-x0, 因为N 为AB 的中点, 所以y1+y22=y 0,即2y04-x0=y 0, 所以x 0=2,即线段AB 中点的横坐标为定值2. 21.(本小题满分12分)如图①,在直角梯形ABCD 中,AD∥BC ,∠BAD =π2,AB =BC =1,AD =2,E 是AD 的中点,O 是AC 与BE 的交点.将△ABE 沿BE 折起到△A 1BE 的位置,如图②.(1)证明:CD ⊥平面A 1OC ;(2)若平面A 1BE ⊥平面BCDE ,求平面A 1BC 与平面A 1CD 夹角的余弦值. 解:(1)证明:在题图①中,因为AB =BC =1,AD =2,E 是AD 的中点,∠BAD =π2,所以BE ⊥AC .即在题图②中,BE ⊥OA 1,BE ⊥OC , 从而BE ⊥平面A 1OC .又CD ∥BE, 所以CD ⊥平面A 1OC . (2)由已知,平面A 1BE ⊥平面BCDE , 又由(1)知,BE ⊥OA 1,BE ⊥OC ,所以∠A 1OC 为二面角A 1-BE -C 的平面角, 所以∠A 1OC =π2.如图,以O 为原点,OB ―→,OC ―→,OA1―→为x 轴、y 轴、z 轴正方向建立空间直角坐标系, 因为A 1B =A 1E =BC =ED =1, BC ∥ED , 所以B⎝⎛⎭⎫22,0,0,E ⎝⎛⎭⎫-22,0,0, A 1⎝⎛⎭⎫0,0,22,C ⎝⎛⎭⎫0,22,0,得BC ―→=⎝⎛⎭⎫-22,22,0,A1C ―→=⎝⎛⎭⎫0,22,-22,CD ―→=BE ―→=(-2,0,0).设平面A 1BC 的法向量n 1=(x 1,y 1,z 1),平面A 1CD 的法向量n 2=(x 2,y 2,z 2),平面A 1BC 与平面A 1CD 的夹角为θ,则⎩⎪⎨⎪⎧ n1·BC ―→=0,n 1·A1C ―→=0,得⎩⎪⎨⎪⎧-x1+y1=0,y1-z1=0,取n 1=(1,1,1);⎩⎪⎨⎪⎧n2·CD ―→=0,n 2·A1C ―→=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x2=0,y2-z2=0,取n 2=(0,1,1),从而cos θ=|cos 〈n 1,n 2〉|=23×2=63,即平面A 1BC 与平面A 1CD 夹角的余弦值为63. 22.(本小题满分12分)已知定点C (-1,0)及椭圆x 2+3y 2=5,过点C 的动直线与椭圆相交于A ,B 两点.(1)若线段AB 中点的横坐标是-12,求直线AB 的方程;(2)在x 轴上是否存在点M ,使MA ―→·MB ―→为常数?若存在,求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由. 解:(1)依题意,直线AB 的斜率存在, 设直线AB 的方程为y =k (x +1), 将y =k (x +1)代入椭圆方程x 2+3y 2=5, 消去y 整理得(3k 2+1)x 2+6k 2x +3k 2-5=0. 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则错误!由线段AB 中点的横坐标是-12,得x1+x22=-3k23k2+1=-12, 解得k =±33,适合①.所以直线AB 的方程为x -3y +1=0或x +3y +1=0. (2)假设在x 轴上存在点M (m,0),使MA ―→·MB ―→为常数. ①当直线AB 与x 轴不垂直时,由(1)知x 1+x 2=-6k23k2+1,x 1x 2=3k2-53k2+1.③所以MA ―→·MB ―→=(x 1-m )(x 2-m )+y 1y 2 =(x 1-m )(x 2-m )+k 2(x 1+1)(x 2+1) =(k 2+1)x 1x 2+(k 2-m )(x 1+x 2)+k 2+m 2. 将③代入,整理得MA ―→·MB ―→=错误!+m 2 =错误!+m 2=m 2+2m -13-错误!.注意到MA ―→·MB ―→是与k 无关的常数,从而有6m +14=0,m =-73,此时MA ―→·MB ―→=49. ②当直线AB 与x 轴垂直时,此时点A ,B 的坐标分别为⎝⎛⎭⎫-1,233,⎝⎛⎭⎫-1,-233, 当m =-73时,亦有MA ―→·MB ―→=49. 综上,在x 轴上存在定点M ⎝⎛⎭⎫-73,0,使MA ―→·MB ―→为常数.。
高中数学新同步湘教版选修2-3讲义+精练:第7章 7.4 二项式定理 Word版含解析
7.4二项式定理第一课时 二项式定理及应用[读教材·填要点]1.杨辉三角的特点是两条斜边上的数字都是1,其余的数都是它“肩上”的两个数的和.2.二项式定理对于正整数n ,(a +b )n =C 0n a n +C 1n a n -1b +…+C r n an -r b r +…+C n n b n . 3.二项展开式的通项公式我们称C r n a n -r b r 是二项展开式的第r +1项,其中r +1项的二项式系数.把T r +1其中0≤r ≤n ,r ∈N ,n ∈N +)叫做二项展开式的通项公式. [小问题·大思维]1.二项展开式中的字母a ,b 能交换位置吗?提示:二项展开式中的字母a ,b 是不能交换的,即虽然(a +b )n 与(b +a )n 结果相同,但(a +b )n 与(b +a )n 的展开式是有区别的,二者的展开式中的项的排列顺序是不同的,二者不能混淆,如(a +b )3的展开式中第2项是3a 2b ,而(b +a )3的展开式中第2项是3ab 2,两者是不同的.2.二项式定理中,项的系数与二项式系数有什么区别?提示:二项式系数C r n 与展开式中对应项的系数不一定相等,二项式系数仅与二项式的指数及项数有关,与二项式无关,项的系数与二项式、二项式的指数及项数均有关.二项式定理的应用[例1] (1)求⎝⎛⎭⎫3x +1x 4的展开式;(2)化简:(x -1)5+5(x -1)4+10(x -1)3+10(x -1)2+5(x -1).[解] (1)法一:⎝⎛⎭⎫3x +1x 4=C 04(3x )4+C 14(3x )3·1x +C 24(3x )2·⎝⎛⎭⎫1x 2+C 34(3x )·⎝⎛⎭⎫1x 3+C 44·⎝⎛⎭⎫1x 4 =81x 2+108x +54+12x +1x2.法二:⎝⎛⎭⎫3x +1x 4=(3x +1)4x 2=1x2[]C 04(3x )4+C 14(3x )3+C 24(3x )2+C 34(3x )1+C 44(3x )0=1x 2(81x 4+108x 3+54x 2+12x +1) =81x 2+108x +54+12x +1x 2. (2)原式=C 05(x -1)5+C 15(x -1)4+C 25(x -1)3+C 35(x -1)2+C 45(x -1)+C 55(x -1)0-1=[(x -1)+1]5-1=x 5-1.(1)记准、记熟二项式(a +b )n 的展开式,是解答好与二项式有关问题的前提条件,对于较复杂的二项式,有时先化简再展开更简捷.(2)逆用二项式定理可将多项式化简,对于这类问题的求解,要熟悉公式的特点、项数、各项幂指数的规律及各项的系数.1.(1)求⎝⎛⎭⎫2x -1x 25的展开式; (2)化简:(2x +1)5-5(2x +1)4+10(2x +1)3-10(2x +1)2+5(2x +1)-1. 解:(1)法一:⎝⎛⎭⎫2x -1x 25 =C 05(2x )5-C 15(2x )4·1x 2+C 25(2x )3·⎝⎛⎭⎫1x 22-C 35(2x )2·⎝⎛⎭⎫1x 23+C 45(2x )·⎝⎛⎭⎫1x 24-C 55·⎝⎛⎭⎫1x 25 =32x 5-80x 2+80x -40x 4+10x 7-1x10.法二:⎝⎛⎭⎫2x -1x 25=⎣⎡⎦⎤1x 2(2x 3-1)5=-1x 10(1-2x 3)5 =-1x 10[1-C 15(2x 3)+C 25(2x 3)2-C 35(2x 3)3+C 45(2x 3)4-C 55(2x 3)5]=-1x 10+10x 7-40x4+80x -80x 2+32x 5.(2)原式=C 05(2x +1)5-C 15(2x +1)4+C 25(2x +1)3-C 35(2x +1)2+C 45(2x +1)-C 55(2x +1)0=(2x +1-1)5=(2x )5=32x 5.[例2] (1)求二项式⎝⎛⎭⎫2x -1x 6的展开式中第6项的二项式系数和第6项的系数; (2)求⎝⎛⎭⎫x -1x 9的展开式中x 3的系数. [解] (1)由已知得二项展开式的通项为T r +1=C r 6(2x )6-r ·⎝⎛⎭⎫-1x r=26-r C r 6·(-1)r ·x 3-3r2,∴T 6=-12·x -92.∴第6项的二项式系数为C 56=6, 第6项的系数为C 56·(-1)5·2=-12. (2)设展开式中的第r +1项为含x 3的项,则T r +1=C r 9x 9-r ·⎝⎛⎭⎫-1x r =(-1)r ·C r 9·x 9-2r , 令9-2r =3,得r =3,即展开式中第四项含x 3,其系数为(-1)3·C 39=-84.本例问题(1)条件不变,问题改为“求第四项的二项式系数和第四项的系数”.解:由通项T r +1=(-1)r ·C r 6·26-r ·x 3-32r , 知第四项的二项式系数为C 36=20, 第四项的系数为C 36·(-1)3·23=-160.求某项的二项式系数或展开式中含x r 的项的系数,主要是利用通项公式求出相应的项,特别要注意某项二项式系数与系数两者的区别.2.已知⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫3x -123x n 的展开式中,第6项为常数项. (1)求n 的值;(2)求展开式中x 2的系数.解:(1)⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫3x -123x n 的展开式的通项为T r +1=C r n ·(3x )n -r ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-123x r=⎝⎛⎭⎫-12r C r n x n -2r3 . 又第6项为常数项, 所以当r =5时,n -2r3=0,即n =2r =10.(2)由(1),得T r +1=⎝⎛⎭⎫-12r C r 10x 10-2r3 ,令10-2r3=2,得r =2, 所以展开式中x 2的系数为⎝⎛⎭⎫-122C 210=454.[例3] (1)⎝⎛⎭⎫x 2-12x 6的展开式中,常数项是( ) A .-54B.54 C .-1516D.1516(2)若(x 2-a )⎝⎛⎭⎫x +1x 10的展开式中x 6的系数为30,则a 等于( ) A.13 B.12 C .1D .2[解析] (1)⎝⎛⎭⎫x 2-12x 6展开式的通项 T r +1=C r 6(x 2)6-r ⎝⎛⎭⎫-12x r =⎝⎛⎭⎫-12r C r 6x 12-3r , 令12-3r =0,解得r =4. 所以常数项为⎝⎛⎭⎫-124C 46=1516. (2)依题意,注意到⎝⎛⎭⎫x +1x 10的展开式的通项公式是T r +1=C r 10·x 10-r ·⎝⎛⎭⎫1x r =C r 10·x 10-2r ,⎝⎛⎭⎫x +1x 10的展开式中含x 4(当r =3时)、x 6(当r =2时)项的系数分别为C 310、C 210,因此由题意得C 310-a C 210=120-45a =30,由此解得a =2.[答案] (1)D (2)D求展开式中特定项的方法求展开式特定项的关键是抓住其通项公式, 求解时先准确写出通项, 再把系数和字母分离, 根据题目中所指定的字母的指数所具有的特征, 列出方程或不等式即可求解.有理项问题的解法,要保证字母的指数一定为整数.3.已知在⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫3x -33x n 的展开式中,第6项为常数项. (1)求n 的值;(2)求含x 2的项的系数; (3)求展开式中所有的有理项.解:(1)通项为T r +1=C r n x n -r 3 (-3)r x -r 3=C r n (-3)rx n -2r3 .因为第6项为常数项,所以r =5时,有n -2r3=0,即n =10. (2)令n -2r 3=2,得r =12(n -6)=2. 所以所求的系数为C 210(-3)2=405.(3)根据通项,由题意得 ⎩⎪⎨⎪⎧10-2r 3∈Z ,0≤r ≤10,r ∈N ,所以r 可取2,5,8.所以第3项,第6项与第9项为有理项,它们分别为C 210(-3)2x 2,C 510(-3)5,C 810(-3)8x -2,即405x 2,-61 236,295 245x -2.01230123[尝试] [巧思] 因为展开式为x +2的多项式,因此可考虑将2x +3变形为2x +3=2(x +2)-1,然后利用二项式定理展开即可.[妙解] 由(2x +3)3=[2(x +2)-1]3=C 03[2(x +2)]3(-1)0+C 13[2(x +2)]2(-1)1+C 23[2(x +2)]1(-1)2+C 33[2(x +2)]0(-1)3=8(x +2)3-12(x +2)2+6(x +2)-1 =a 0+a 1(x +2)+a 2(x +2)2+a 3(x +2)3. 则a 0=-1,a 1=6,a 2=-12,a 3=8. 则a 0+a 1+2a 2+3a 3=5.1.(2x -1)5的展开式中第3项的系数为( ) A .-202 B .20 C .-20D .20 2解析:选D ∵T r +1=C r 5(2x )5-r (-1)r , ∴T 2+1=C 25(2x )3(-1)2=(2)3C 25x 3=202x 3,∴第3项的系数为20 2.2.1-2C 1n +4C 2n -8C 3n +…+(-2)n C n n =( )A .1B .-1C .(-1)nD .3n解析:选C 逆用公式,将1看作公式中的a ,-2看作公式中的b ,可得原式=(1-2)n =(-1)n .3.⎝⎛⎭⎫x +1x 9展开式中的第四项是( ) A .56x 3 B .84x 3 C .56x 4D .84x 4解析:选B 由通项公式有T 4=C 39x 6⎝⎛⎭⎫1x 3=84x 3. 4.⎝⎛⎭⎫2x -1x 9的展开式中,常数项为________. 解析:T r +1=C r 9(2x )9-r ⎝⎛⎭⎫-1x r =(-1)r ·29-r ·C r 9·x 9-32r ,令9-32r =0,得r =6.∴T 7=C 69×23=672.答案:6725.若(x +a )10的展开式中,x 7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T r +1=C r 10x 10-r a r ,当10-r =7时,r =3,T 4=C 310a 3x 7,则C 310a 3=15,故a =12. 答案:126.已知⎝⎛⎭⎫x -2x 2n (n ∈N +)的展开式中第五项的系数与第三项的系数的比是10∶1,求展开式中含x 32的项.解:由题意知第五项的系数为C 4n ·(-2)4,第三项的系数为C 2n ·(-2)2,则C 4n ·(-2)4C 2n ·(-2)2=101,解得n =8(n =-3舍去). 所以通项为T r +1=C r 8(x )8-r ·⎝⎛⎭⎫-2x 2r =C r 8(-2)r ·x 8-5r2 . 令8-5r 2=32,得r =1. ∴展开式中含x 32 的项为T 2=-16x 32.一、选择题1.(x -2)10展开式中x 6的系数是( ) A .-8C 410 B .8C 410 C .-4C 410D .4C 410解析:选D T r +1=C r 10x10-r (-2)r , 令10-r =6,∴r =4,T 5=(-2)4C 410x 6=4C 410x 6,系数为4C 410.2.若(1-2x )5的展开式中,第2项小于第1项,且不小于第3项,则x 的取值范围是( ) A.⎝⎛⎭⎫-∞,-110 B.⎝⎛⎦⎤-110,0 C.⎣⎡⎭⎫-14,110 D.⎣⎡⎦⎤-14,0 解析:选B T 1=C 05=1,T 2=C 15·(-2x )=-10x , T 3=C 25·(-2x )2=40x 2.根据题意可知⎩⎪⎨⎪⎧ T 2<T 1,T 2≥T 3,即⎩⎪⎨⎪⎧-10x <1,-10x ≥40x 2,解得-110<x ≤0. 3.⎝⎛⎭⎫x 2-1x n 的展开式中,常数项为15,则n 的值为( ) A .3 B .4 C .5D .6解析:选D 由通项公式T r +1=C r n (x 2)n -r (-1)r x -r =(-1)r C r n x2n -3r.令2n -3r =0,得(-1)r C r n =15,由r =23n ,r ∈N +,排除选项B 、C ,再将选项B 、D 代入验证n =6.4.在⎝⎛⎭⎪⎫x 2-2x 6的二项展开式中,x 2的系数为( )A .-154B.154 C .-38D.38解析:选C 在⎝⎛⎭⎪⎫x 2-2x 6的展开式中,第r +1项为T r +1=C r 6⎝⎛⎭⎫x 26-r ⎝⎛⎭⎫-2x r =C r 6⎝⎛⎭⎫126-r x 3-r (-2)r ,当r =1时,为含x 2的项, 其系数是C 16⎝⎛⎭⎫125(-2)=-38. 二、填空题5.⎝⎛⎭⎫x -13x 10的展开式中含x 的正整数指数幂的一共有________项. 解析:因为T r +1=C r 10(x )10-r ⎝⎛⎭⎫-13x r =C r 10⎝⎛⎭⎫-13r x5-32r,由5-32r ∈N +知r =0或r =2,所以展开式中含x 的正整数指数幂的一共有2项.答案:26.若(1+2)4=a +b 2,则a -b =________.解析:∵(1+2)4=C 04(2)0+C 14(2)1+C 24(2)2+C 34(2)3+C 44(2)4=1+42+12+82+4=17+122,由已知,得17+122=a +b 2,∴a =17,b =12,故a -b =17-12=5. 答案:57.⎝⎛⎭⎫x 3+12x 5的展开式中x 8的系数是________________(用数字作答).解析:∵T r +1=C r 5·(x 3)5-r ·⎝⎛⎭⎫12x r =C r 5·x 15-3r ·⎝⎛⎭⎫12r ·x -r 2=⎝⎛⎭⎫12r ·C r 5·x 30-7r2 (r =0,1,2,3,4,5), 由30-7r2=8,得r =2,∴⎝⎛⎭⎫122·C 25=52. 答案:528.(1+x +x 2)⎝⎛⎭⎫x -1x 6的展开式中的常数项为________. 解析:⎝⎛⎭⎫x -1x 6的展开式中,T r +1=C r 6x 6-r ·⎝⎛⎭⎫-1x r =(-1)r C r 6x 6-2r,令6-2r =0,得r =3,T 4=C 36(-1)3=-C 36,令6-2r =-1,得r =72(舍去),令6-2r =-2,得r =4,T 5=C 46(-1)4x -2,所以(1+x +x 2)⎝⎛⎭⎫x -1x 6的展开式中的常数项为1×(-C 36)+C 46=-20+15=-5. 答案:-5 三、解答题9.已知在⎝⎛⎭⎫x +2x 2n 的展开式中,第5项的系数与第3项的系数之比为56∶3,求展开式中的常数项.解:T 5=C 4n (x )n -424x -8=16C 4n x n -202 , T 3=C 2n (x )n -222x -4=4C 2n x n -102由题意知,16C 4n4C 2n =563,解得n =10.T r +1=C r 10(x )10-r 2r x -2r =2r C r 10x 10-5r2 ,令5-5r2=0,解得r =2,∴展开式中常数项为C 21022=180.10.已知(x +3x )n (其中n <15)的展开式中第9项,第10项,第11项的二项式系数成等差数列.(1)求n 的值;(2)写出它展开式中的所有有理项.解:(1)(x +3x )n (其中n <15)的展开式中第9项,第10项,第11项的二项式系数分别是C 8n ,C 9n ,C 10n .依题意得n !8!(n -8)!+n !10!(n -10)!=2·n !9!(n -9)!,化简得90+(n -9)(n -8)=20(n -8),即n2-37n+322=0,解得n=14或n=23,因为n<15,所以n=14.(2)展开式的通项T r+1=C r14x 14-r2·xr3=C r14·x42-r6,展开式中的有理项当且仅当r是6的倍数,0≤r≤14,所以展开式中的有理项共3项是:r=0,T1=C014x7=x7;r=6,T7=C614x6=3 003x6;r=12,T13=C1214x5=91x5.第二课时二项式系数的性质及应用[读教材·填要点]二项式系数的有关性质(1)二项展开式一共有n+1项.(2)第一个字母a按降幂排列,第二个字母b按升幂排列.(3)a的幂加b的幂等于n.(4)在二项展开式中,与首末两端“等距离”的两项的二项式系数相等,即(5)二项式系数从两端向中间逐渐增大,且当n是偶数时,中间的一项的二项式系数取得最大值;当n是奇数时,中间的两项的二项式系数C-1 2 nn,C+1 2 nn相等,且同时取得最大值.(6)C0n+C1n+C2n+…+C n n=2n,这可以在二项式定理中取a=1,b=1得到.(7)C0n-C1n+C2n+…+(-1)n C n n=0,这可以在二项式定理中取a=1,b=-1得到.[小问题·大思维]1.若(a+b)n的展开式中只有第5项的二项式系数最大,则n为何值?提示:由二项式系数的性质可知,第5项为二项展开式的中间项,即二项展开式共有9项,故n=8.2.(a+b)n的展开式的各个二项式系数的和与a,b的取值有关系吗?提示:(a+b)n的展开式的各个二项式系数的和与a,b的值无关,其和为C0n+C1n+C2n+…+C n n=2n.[例1] 若(3x -7610(1)a 1+a 2+…+a 7; (2)a 1+a 3+a 5+a 7; (3)a 0+a 2+a 4+a 6; (4)|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 7|. [解] (1)令x =0,则a 0=-1,令x =1,则a 7+a 6+…+a 1+a 0=27=128.① ∴a 1+a 2+…+a 7=129. (2)令x =-1,则-a 7+a 6-a 5+a 4-a 3+a 2-a 1+a 0=(-4)7,② 由①-②2得:a 1+a 3+a 5+a 7=12[128-(-4)7]=8 256. (3)由①+②2得: a 0+a 2+a 4+a 6=12[128+(-4)7]=-8 128.(4)法一:∵(3x -1)7展开式中a 0,a 2,a 4,a 6均小于零,a 1,a 3,a 5,a 7均大于零,∴|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 7|=a 1+a 3+a 5+a 7-(a 0+a 2+a 4+a 6)=8 256-(-8 128)=16 384.法二:|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 7|即为(1+3x )7展开式中各项的系数和, ∴|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 7|=(1+3)7=47=16 384.二项展开式中系数和的求法(1)对形如(ax +b )n, (ax 2+bx +c )m (a ,b ,c ∈R ,m ,n ∈N *)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(ax +by )n (a ,b ∈R ,n ∈N *)的式子求其展开式各项系数之和,只需令x =y =1即可.(2)一般地,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)2.1.设f (x )=(x 2+x -1)9(2x +1)6,试求f (x )的展开式中: (1)所有项的系数和;(2)所有偶次项的系数和及所有奇次项的系数和. 解:(1)所有项的系数和为f (1)=36=729. (2)所有偶次项的系数和为 f (1)+f (-1)2=36+(-1)2=364, 所有奇次项的系数和为 f (1)-f (-1)2=36+12=365.[例2] 在⎝⎛⎭⎫x -2x 28的展开式中, (1)系数绝对值最大的项是第几项? (2)求二项式系数最大的项; (3)求系数最大的项; (4)求系数最小的项. [解] T r +1=C r 8·(x )8-r ⎝⎛⎭⎫-2x 2r =(-1)r ·C r 8·2r ·x 4-5r2.(1)设第r +1项系数的绝对值最大.则⎩⎪⎨⎪⎧C r 8·2r ≥C r +18·2r +1,C r 8·2r ≥C r -18·2r -1. ∴⎩⎨⎧18-r ≥2r +1,2r ≥19-r .⇒5≤r ≤6,又∵r ∈N +, ∴r =5或r =6.故系数绝对值最大的项是第6项和第7项. (2)二项式系数最大的项为中间项,即为第5项.∴T 5=C 48·24·x 4-202=1 120x -6.(3)由(1)知,展开式中的第6项和第7项系数的绝对值最大,而第6项的系数为负,而7项的系数为正.则系数最大的项为T 7=C 68·26·x-11=1 792x-11.(4)系数最小的项为T 6=-C 58·25x -172 =-1 792x -172.求展开式中系数最大项与求二项式系数最大项是不同的,需根据各项系数的正、负变化情况,一般采用列不等式(组),解不等式(组)的方法求解.一般地,如果第r +1项的系数最大,则与之相邻两项(第r 项,第r +2项)的系数均不大于第r +1项的系数,由此列不等式组可确定r 的范围,再依据r ∈N *来确定r 的值,即可求出最大项.2.已知⎝⎛⎭⎫x 23+3x 2n 的展开式中,各项系数和与它的二项式系数和的比为32.(1)求展开式中二项式系数最大的项; (2)求展开式中系数最大的项. 解:令x =1,则展开式中各项系数和为(1+3)n =22n . 又展开式中二项式系数和为2n , ∴22n 2n =2n=32,n =5. (1)∵n =5,展开式共6项,∴二项式系数最大的项为第三、四两项,∴T 3=C 25(x 23)3(3x 2)2=90x 6,T 4=C 35(x 23)2(3x 2)3=270x 223 .(2)设展开式中第k +1项的系数最大,则由T k +1=C k 5(x 23 )5-k (3x 2)k=3k C k 5x 10+4k3,得⎩⎪⎨⎪⎧3k C k 5≥3k -1C k -15,3k C k 5≥3k +1C k +15,∴72≤k ≤92,∴k =4, 即展开式中系数最大的项为T 5=C 45(x 23)(3x 2)4=405x 263 .如果C 0n +12C 1n +13C 2n +…+1n +1C n n =31n +1,求(1+x )2n 的展开式中系数最大的项. [尝试] [巧思] 由于2n 是偶数,且(1+x )2n 展开式中各项的系数即为二项式系数,因此系数最大的项应为第n +1项,因此只需确定n 的值即可.等式可变形为(n +1)C 0n +12(n +1)·C 1n +13(n +1)C 2n +…+1n (n +1)C n -1n +C n n =31,而(n +1)C 0n =C 1n +1,12(n +1)C 1n =C 2n +1,13(n +1)C 2n =C 3n +1,….故利用二项式系数的性质即可解决.[妙解] 由C 0n +12C 1n +13C 2n +…+1n +1C n n =31n +1,得 (n +1)C 0n +12(n +1)C 1n +13(n +1)C 2n +…+1n (n +1)C n -1n +C n n =31, ∴C 1n +1+C 2n +1+C 3n +1+…+C n n +1+C n +1n +1=31,即2n +1-1=31,∴2n +1=32, ∴n +1=5,即n =4.1.(1+x )2n+1的展开式中,二项式系数最大的项所在项数是( )A .n ,n +1B .n -1,nC .n +1,n +2D .n +2,n +3解析:选C 该式展开共2n +2项,中间有两项;第n +1项与第n +2项,所以第n +1项与第n +2项为二项式系数最大的项.2.若⎝⎛⎭⎫x +1x n 展开式的二项式系数之和为64,则展开式的常数项为( ) A .10B .20C .30D .120解析:选B 由2n =64,得n =6,∴T r +1=C r 6x 6-r ⎝⎛⎭⎫1x r =C r 6x 6-2r (0≤r ≤6,r ∈N +). 由6-2r =0,得r =3,∴T 4=C 36=20.3.若(1-2x )2 018=a 0+a 1x +…+a 2 018 x 2 018(x ∈R),则a 12+a 222+…+a 2 01822 018的值为( )A .2B .0C .-1D .-2解析:选C 令x =0,得a 0=1.令x =12,得a 0+a 12+a 222+…+a 2 01822 018=0,所以a 12+a 222+…+a 2 01822 018=-1. 4.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 010+C 110+…+C 1010=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:55.(2x -1)10展开式中x 的奇次幂项的系数之和为________. 解析:设(2x -1)10=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 10 x 10, 令x =1,得a 0+a 1+a 2+…+a 10=1,再令x =-1,得 310=a 0-a 1+a 2-a 3+…+a 10, 两式相减,可得a 1+a 3+…+a 9=1-3102.答案:1-31026.已知(1+3x )n 的展开式中,末三项的二项式系数的和等于121,求展开式中二项式系数最大的项.解:由题意知,C n n +C n -1n +C n -2n =121, 即C 0n +C 1n +C 2n =121,∴1+n +n (n -1)2=121, 解之得n =15或n =-16(舍去).∴(1+3x )15的展开式中二项式系数的最大项为第8项和第9项,且T 8=C 715(3x )7,T 9=C 815(3x )8.一、选择题1.已知(1-3x )9=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 9x 9,则|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 9|等于( ) A .29 B .49 C .39D .1解析:选B x 的奇数次方的系数都是负值,∴|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 9|=a 0-a 1+a 2-a 3+…-a 9.∴已知条件中只需赋值x =-1即可. 2.关于(a -b )10的说法,错误的是( ) A .展开式中的二项式系数之和为1 024 B .展开式中第6项的二项式系数最大C .展开式中第5项或第7项的二项式系数最大D .展开式中第6项的系数最小解析:选C 根据二项式系数的性质进行判断,由二项式系数的性质知:二项式系数之和为2n ,故A 正确;当n 为偶数时,二项式系数最大的项是中间一项,故B 正确,C 错误;D 也是正确的,因为展开式中第6项的系数是负数,所以是系数中最小的.3.已知(1+x )n 的展开式中第4项与第8项的二项式系数相等,则奇数项的二项式系数和为( )A .29B .210C .211D .212解析:选A 由C 3n =C 7n ,得n =10,故奇数项的二项式系数和为29.4.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 .5B .6C .7D .8解析:选B 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 m2m =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 m 2m +1=C m +12m +1=b ,因此13C m 2m =7C m 2m +1,所以13·(2m )!m !m !=7·(2m +1)!m !(m +1)!,所以m =6. 二、填空题5.(1+2x )2(1-x )5=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 7x 7,则a 1-a 2+a 3-a 4+a 5-a 6+a 7等于________.解析:令x =0,得a 0=1,令x =-1,得 a 0-a 1+a 2-a 3+a 4-a 5+a 6-a 7=25, ∴-a 1+a 2-a 3+a 4-a 5+a 6-a 7=25-1=31. ∴a 1-a 2+a 3-a 4+a 5-a 6+a 7=-31. 答案:-316.(1-x )20的二项展开式中,x 的系数与x 9的系数之差为________.解析:二项式(1-x )20的展开式的通项是T r +1=C r 20·120-r ·(-x )r =C r 20·(-1)r ·x 12r.因此,(1-x )20的展开式中,x 的系数与x 9的系数之差等于C 220·(-1)2-C 1820·(-1)18=C 220-C 220=0.答案:07.若对任意的实数x ,有x 3=a 0+a 1(x -2)+a 2(x -2)2+a 3(x -2)3,则a 2的值为________.解析:设x-2=t,则x=t+2,原等式可化为(t+2)3=a0+a1t+a2t2+a3t3,所以a2=C13·2=6.答案:68.在(1+x)+(1+x)2+…+(1+x)6的展开式中,x2项的系数是________.(用数字作答) 解析:由题意知C22+C23+C24+C25+C26=C33+C23+C24+C25+C26=C34+C24+C25+C26=C35+C25+C26=C36+C26=C37=7×6×5 3×2×1=35.答案:35三、解答题9.设(2-3x)100=a0+a1x+a2x2+…+a100x100,求下列各式的值:(1)a0;(2)a1+a2+a3+a4+…+a100;(3)a1+a3+a5+…+a99;(4)(a0+a2+…+a100)2-(a1+a3+…+a99)2;(5)|a0|+|a1|+…+|a100|.解:(1)令x=0,则展开式为a0=2100.(2)令x=1,可得a0+a1+a2+…+a100=(2-3)100,(*)∴a1+a2+…+a100=(2-3)100-2100.(3)令x=-1,可得a0-a1+a2-a3+…+a100=(2+3)100.与(*)式联立相减得a1+a3+…+a99=(2-3)100-(2+3)1002.(4)原式=[(a0+a2+…+a100)+(a1+a3+…+a99)]·[(a0+a2+…+a100)-(a1+a3+…+a99)]=(a0+a1+a2+…+a100)·(a0-a1+a2-a3+…+a98-a99+a100)=[(2-3)(2+3)]100=1100=1.(5)∵T r+1=(-1)r C r1002100-r(3)r x r,∴a2r-1<0(r∈N+).∴|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 100|=a 0-a 1+a 2-a 3+…+a 100=(2+3)100.10.已知(3x 2+3x 2)n 展开式中各项系数和比二项式系数和大992. (1)求展开式中二项式系数最大的项; (2)求展开式中系数最大的项.解:令x =1得展开式各项系数和为(1+3)n =4n .又展开式二项式系数和为C 0n +C 1n +…+C n n =2n ,由题意有4n -2n =992.即(2n )2-2n -992=0,(2n -32)(2n +31)=0, ∴2n =-31(舍去)或2n =32. 所以n =5.(1)因为n =5,所以展开式共6项,其中二项式系数最大项为第三、四两项, 它们是T 3=C 25(3x 2)3·(3x 2)2=90x 6. T 4=C 35(3x 2)2(3x 2)3=270x 223 .(2)设展开式中第r +1项的系数最大, 又T r +1=C r 5(3x 2)5-r ·(3x 2)r =C r 53rx10+4r3,得⎩⎪⎨⎪⎧C r 5·3r ≥C r -15·3r -1C r 5·3r ≥C r +15·3r +1⇒⎩⎨⎧3r ≥16-r15-r ≥3r +1⇒72≤r ≤92. 又因为r ∈N +,所以r =4,所以展开式中第5项系数最大.T 5=C 4534x 263=405x 263.。
2019年数学新同步湘教版选修1-2讲义+精练:第7章 章末小结 Word版含解析
1.虚数单位i(1)i2=-1(即-1的平方根是±i).(2)实数可以与i进行四则运算,进行运算时原有的加、乘运算律仍然成立.(3)i的幂具有周期性:i4n=1,i4n+1=i,i4n+2=-1,i4n+3=-i(n∈N+),则有i n+i n+1+i n+2+i n+3=0(n∈N+).2.复数的分类复数a+b i,(a,b∈R)错误!3.共轭复数设复数z的共轭复数为z,则(1)z·z=|z|2=|z|2;(2)z为实数⇔z=z;z为纯虚数⇔z=-z.4.复数相等的条件复数相等的充要条件为a+b i=c+d i⇔a=c,b=d(a,b,c,d∈R).特别地,a+b i=0⇔a=b=0(a,b∈R).5.复数的运算(1)加法和减法运算:(a+b i)±(c+d i)=(a±c)+(b±d)i(a,b,c,d∈R).(2)乘法和除法运算:复数的乘法按多项式相乘进行运算,即(a+b i)(c+d i)=(ac-bd)+(ad+bc)i;复数除法是乘法的逆运算,其实质是分母实数化.[例1]复数z=log3(x2-3x-2(1)z∈R?(2)z为虚数?(3)z为纯虚数?[解](1)∵一个复数是实数的充要条件是虚部为0,∴错误!由②得x=4,经验证满足①式.∴当x =4时,z ∈R.(2)∵一个复数是虚数的充要条件是虚部不等于0, ∴错误!解得⎩⎪⎨⎪⎧x>3+212或x<3-212,x>3且x≠4,即3+212<x <4或x >4. ∴当3+212<x <4或x >4时,z 为虚数.(3)∵一个复数是纯虚数的充要条件是其实部为0且虚部不为0, ∴错误!解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-1或x =4,x>3且x≠4.无解.∴复数z 不可能是纯虚数.解决此类问题的关键是正确理解复数的分类与复数的实部和虚部之间的关系,另外要注意某些函数的定义域.1.若复数z =a +2i1+i+(2-i)为纯虚数,求实数a . 解:∵z =a +2i1+i +(2-i)=错误!+(2-i)=错误!+(2-i) =a +62-a2i 为纯虚数, ∴a +62=0,即a =-6. 2.已知z =x -i 1-i (x >0),且复数ω=z (z +i)的实部减去它的虚部所得的差等于-32,求ω·ω.解:ω=z (z +i)=x -i 1-i ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -i 1-i +i =x -i 1-i ·x +11-i=x +12+x2+x2i.根据题意x +12-x2+x 2=-32,得x 2-1=3.∵x >0,∴x =2. ∴ω=32+3i.∴ω·ω=⎝⎛⎭⎫32+3i ⎝⎛⎭⎫32-3i =454.[例2]计算: (1)错误!;(2)(2-i)(-1+5i)(3-4i)+2i. [解](1)原式=错误! =错误! =错误!=错误! =-41+3i=-1+3i. (2)原式=(3+11i)(3-4i)+2i =53+21i +2i =53+23i.复数加减乘除运算的实质是实数的加减乘除,加减法是对应实、虚部相加减,而乘法类比多项式乘法,除法类比分式的分子分母有理化,注意i 2=-1.3.计算错误!+错误!.解:错误!+错误!=错误!-错误!=-错误!=-1. 4.若复数z =1-2i(i 为虚数单位),求z ·z +z . 解:∵z =1-2i ,∴z =1+2i.∴z ·z +z =(1-2i)(1+2i)+(1-2i)=5+1-2i =6-2i.[例3]设存在复数z (1)复数z 在复平面内对应的点位于第二象限; (2)z ·z +2i z =8+a i(a ∈R). 试求a 的取值范围.[解]设z =x +y i(x ,y ∈R),则z =x -y i. 由(1),知x <0,y >0. 又z ·z +2i z =8+a i(a ∈R), 故(x +y i)(x -y i)+2i(x +y i)=8+a i , 即(x 2+y 2-2y )+2x i =8+a i.∴⎩⎪⎨⎪⎧x2+y2-2y =8,2x =a. 消去x ,整理,得4(y -1)2=36-a 2, ∵y >0, ∴4(y -1)2≥0. ∴36-a 2≥0. ∴-6≤a ≤6. 又2x =a ,而x <0, ∴a <0. ∴-6≤a <0.所以a 的取值范围为[-6,0).复数问题实数化是解决复数问题的最基本也是最重要的思想方法,桥梁是设z =x +y i(x ,y ∈R),依据是复数相等的充要条件.5.已知复数z =(1-i)2+1+3i. (1)求|z |;(2)若z 2+az +b =z ,求实数a ,b 的值. 解:z =(1-i)2+1+3i =-2i +1+3i =1+i. (1)|z |=12+12= 2.(2)z 2+az +b =(1+i)2+a (1+i)+b =2i +a +a i +b =a +b +(a +2)i , ∵z =1-i ,∴a +b +(a +2)i =1-i ,∴⎩⎪⎨⎪⎧a +b =1,a +2=-1,∴a =-3,b =4.[例4]已知z 是复数,z +2i ,z2-i均为实数(i 为虚数单位),且复数(z +a i)2在复平面上对应的点在第一象限,求实数a 的取值范围.[解]设z =x +y i(x ,y ∈R), 则z +2i =x +(y +2)i , z 2-i =x +yi 2-i =15(x +y i)(2+i) =15(2x -y )+15(2y +x )i. 由题意知错误!∴⎩⎪⎨⎪⎧x =4,y =-2.∴z =4-2i. ∵(z +a i)2=[4+(a -2)i]2 =(12+4a -a 2)+8(a -2)i , 由已知得错误! ∴2<a <6.∴实数a 的取值范围是(2,6).复数z =a +b i(a ,b ∈R)和复平面上的点P (a ,b )一一对应,和向量OP ―→一一对应,正确求出复数的实部和虚部是解决此类题目的关键.6.设O 为坐标原点,已知向量OZ1―→,OZ2―→分别对应复数z 1,z 2,且z 1=3a +5+(10-a 2)i ,z 2=21-a+(2a -5)i ,a ∈R ,若z 1+z 2可以与任意实数比较大小,求OZ1―→·OZ2―→的值.解:z 1=3a +5-(10-a 2)i , 则z 1+z 2=3a +5+21-a+[(a 2-10)+(2a -5)]i 的虚部为0, ∴a 2+2a -15=0. 解得a =-5或a =3.又∵a +5≠0, ∴a =3.则z 1=38+i ,z 2=-1+i.OZ1―→=⎝⎛⎭⎫38,1,OZ2―→=(-1,1), ∴OZ1―→·OZ2―→=58.。
2019年数学新同步湘教版选修1-2讲义 精练阶段质量检测(二) Word版含解析
(时间分钟,满分分)一、选择题(本大题共小题,每小题分,满分分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的).观察一列算式:⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗,…,则式子⊗是第( ).项.项.项.项解析:两数和为的有个,和为的有个,和为的有个,和为的有个,和为的有个,和为的有个,前面共有个,⊗为和为的第项,所以为第项.答案:.用反证法证明命题“+是无理数”时,假设正确的是( ).假设是有理数.假设是有理数.假设或是有理数.假设+是有理数解析:应对结论进行否定,则+不是无理数,即+是有理数.答案:∠∵∠=°,=°,求证:<.证明:△.已知中,∠∠=°,∴∠,=°,∴∠<<,画线部分是演绎推理的( ).大前提.小前提.三段论.结论解析:由题意知,该推理中的大前提为:三角形中大角对大边;小前提为:∠<∠;结论为<,故选.答案:.设>,>,则以下不等式中不恒成立的是( ).+≥.(+)≥.++≥+≥-解析:∵>,>,对于,(+)≥·=,故恒成立;对于,+≥,取=,=,则不成立;对于,++-(+)=(-)+(-)≥,故恒成立;对于,若<,则≥-恒成立,若≥,则≥-⇔-≥+-⇔-≤⇔≤,因为≥>,显然≤成立.答案:.观察下列各式:+=,+=,+=,+=,+=,…,则+=( )....解析:记+=(),则()=()+()=+=;()=()+()=+=;()=()+()=.通过观察不难发现()=(-)+(-)(∈*,≥),则()=()+()=;()=()+()=;()=()+()=;()=()+()=;()=()+()=.所以+=.答案:.观察下列各式:===,…,则的末两位数字为( )....解析:∵===,=,…∴(∈,且≥)的末两位数字呈周期性变化,且最小正周期为,记(∈,且≥)的末两位数为(),则( )=(×+)=(),∴与的末两位数相同,均为.答案:.将平面向量的数量积运算与实数的乘法运算相类比,易得下列结论:①·=·;②(·)·=·(·);③·(+)=·+·;④由·=·(≠)可得=.以上通过类比得到的结论正确的有( ).个.个。
2019年数学新同步湘教版选修1-2讲义 精练阶段质量检测(四) Word版含解析
(时间分钟,满分分)一、选择题(本大题共小题,每小题分,满分分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的).把复数的共轭复数记作,为虚数单位.若=+,则(+)·=( ).+.-..+解析:(+)·=(+)(-)=-.答案:.复数=( ).-..+.-解析:===.答案:.(北京高考)若复数(-)(+)在复平面内对应的点在第二象限,则实数的取值范围是( ).(-∞,-).(-∞,).(,+∞).(-,+∞)解析:因为=(-)(+)=++(-),所以它在复平面内对应的点为(+-),又此点在第二象限,所以(\\(+<,->,))解得<-.答案:.已知是纯虚数,是实数,那么等于( )...-.-解析:设=(≠),则===.∵是实数,∴+=.∴=-,∴=-.答案:.设=+(是虚数单位),则+=( ).-+.--.-.+解析:+=+(+)=-+=+.答案:.已知复数=+(∈),=-,若为纯虚数,则=( ).解析:由于===为纯虚数,则=,则=,故选.答案:.若=(-)+与=+(,∈)互为共轭复数,则对应的点在( ).第二象限.第一象限.第四象限.第三象限解析:由,互为共轭复数,得(\\(-=,=-,))解得(\\(=-,=-,))所以=(-)+=--.由复数的几何意义知对应的点在第三象限.答案:.(全国卷Ⅰ)设有下面四个命题::若复数满足∈,则∈;:若复数满足∈,则∈;:若复数,满足∈,则=;:若复数∈,则∈.其中的真命题为( ).,.,.,.,解析:设复数=+(,∈),对于,∵==∈,∴=,∴∈,∴是真命题;对于,∵=(+)=-+∈,∴=,∴=或=,∴不是真命题;对于,设=+(,∈),=+(,∈),则=(+)(+)=-+(+)∈,∴+=,取=+,=-+,≠,∴不是真命题;对于,∵=+∈,∴=,∴=-=∈,∴是真命题.答案:.若复数=+(为虚数单位),是的共轭复数,则+的虚部为( ).-..-.。
2019年数学新同步湘教版选修2-3讲义 精练第7章 7.2 排 列 Word版含解析
.排列第一课时排列与排列数公式及简单应用[读教材·填要点].排列从个不同元素中取出(≤顺序排成一列,叫作从个不同元)个不同的元素,按照一定的素中取出个元素的一个排列.用符号表示排列的个数时,有=(-)(-)(-+).….排列数的相关公式①!=×××…×!=.(-)(-)②=…(-+).=[小问题·大思维].北京—上海,上海—北京的车票是同一个排列吗?提示:由于北京—上海、上海—北京的车票都与顺序有关,所以不是同一个排列..如何判断一个具体问题是不是排列问题?提示:判断一个具体问题是不是排列问题,就是看从个不同元素中取出(≤)个元素时是有序还是无序,有序就是排列,无序就不是排列..你认为“排列”和“排列数”是同一个概念吗?它们有什么区别?提示:“排列”与“排列数”是两个不同的概念,一个排列是指“从个不同元素中取出(≤)个元素,按照一定的顺序排成一列”,它不是一个数,而是具体的一件事.“排列数”是指“从个不同元素中取出(≤)个元素的所有不同排列的个数”,它是一个数.[例]()某班共有名同学,现要投票选举正、副班长各一人,共有多少种可能的选举结果?()从中任取两数分别作对数的底数和真数,有多少不同对数值?()从到十个自然数中任取两个数组成点的坐标,可得多少个不同的点的坐标?()从集合={,…,}中,任取相异的两个元素作为,,可以得到多少个焦点在轴上的椭圆方程+=?[解]()是.选出的人,担任正、副班长任意,与顺序有关,所以该问题是排列问题.()是.显然对数值与底数和真数的取值的不同有关系,与顺序有关.()是.任取两个数组成点的坐标,横、纵坐标的顺序不同,即为不同的坐标,与顺序有关.()不是.焦点在轴上的椭圆,方程中的、必有>,、的大小一定.排列的特点是“先取后排”,即先从个不同的元素中取出个元素,再按一定顺序把这个元素排成一列.因此,判断一个问题是否为排列问题,只需考察与顺序是否有关,有关则是排列问题,无关则不是排列问题..判断下列问题是不是排列问题,并说明理由.()从四个数字中,任选两个做加法,有多少种不同的结果?()从四个数字中,任选两个做除法,有多少种不同的结果?()会场有个座位,要求选出个座位有多少种方法?若选出个座位安排位客人入座,又有多少种方法?解:()不是排列问题;()是排列问题.理由:由于加法运算满足交换律,所以选出的两个元素做加法时,与两元素的位置无关,但做除法时,两元素谁做除数,谁做被除数不一样,此时与位置有关,故做加法不是排列问题,做除法是排列问题.()第一问不是,第二问是.理由:由于加法运算满足交换律,所以选出的两个元素做加法求结果时,与两个元素的位置无关,但列除法算式时,两个元素谁作除数,谁作被除数不一样,此时与位置有关.选出个座位与顺序无关,“入座”问题同“排队”,与顺序有关,故选个座位安排位客人入座是排列问题.[例]()()写出从个元素,,,中任取个元素的所有排列.[解]()由题意作“树形图”,如下.故组成的所有两位数为,共有个.()由题意作“树形图”,如下.故所有的排列为:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,.“树形图”是解决简单排列问题的有效方法,特别是元素较少时.在具体操作中,先。
2019年数学新同步湘教版选修1-2讲义+精练:阶段质量检测(四) Word版含解析
(时间120分钟,满分150分)一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,满分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.把复数z 的共轭复数记作z -,i 为虚数单位.若z =1+i ,则(1+z )·z -=( )A .3-iB .3+iC .1+3iD .3解析:(1+z )·z -=(2+i)(1-i)=3-i.答案:A2.复数3+2i2-3i =( )A .iB .-iC .12-13iD .12+13i解析:3+2i2-3i =错误!=错误!=i.答案:A3.(北京高考)若复数(1-i)(a +i)在复平面内对应的点在第二象限,则实数a 的取值范围是() A .(-∞,1) B .(-∞,-1)C .(1,+∞)D .(-1,+∞)解析:因为z =(1-i)(a +i)=a +1+(1-a )i ,所以它在复平面内对应的点为(a +1,1-a ),又此点在第二象限,所以⎩⎪⎨⎪⎧ a +1<0,1-a >0,解得a <-1.答案:B4.已知z 是纯虚数,z +21-i 是实数,那么z 等于( )A .2iB .iC .-iD .-2i解析:设z =b i(b ≠0),则z +21-i =2+bi1-i =错误!=错误!.∵z +21-i 是实数,∴2+b =0.∴b =-2,∴z =-2i.答案:D5.设z =1+i(i 是虚数单位),则2z +z 2=( )A .-1-iB .-1+iC .1-iD .1+i 解析:2z +z 2=21+i +(1+i)2=1-i +2i =1+i.答案:D6.已知复数z 1=2+a i(a ∈R),z 2=1-2i ,若z1z2为纯虚数,则|z 1|=( ) A.2B. 3C .2 D. 5解析:由于z1z2=2+ai1-2i =错误!=错误!为纯虚数,则a =1,则|z 1|=5,故选D.答案:D7.若z 1=(2x -1)+y i 与z 2=3x +i(x ,y ∈R)互为共轭复数,则z 1对应的点在() A .第一象限 B .第二象限C .第三象限D .第四象限 解析:由z 1,z 2互为共轭复数,得⎩⎪⎨⎪⎧ 2x -1=3x ,y =-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧ x =-1,y =-1,所以z 1=(2x -1)+y i =-3-i.由复数的几何意义知z 1对应的点在第三象限. 答案:C8.(全国卷Ⅰ)设有下面四个命题:p 1:若复数z 满足1z ∈R ,则z ∈R ;p 2:若复数z 满足z 2∈R ,则z ∈R ;。
2019年数学新同步湘教版选修2-2讲义+精练:模块综合检测 Word版含解析
模块综合检测(时间120分钟,满分150分)一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,满分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.已知复数z 1=2+i ,z 2=1+i ,则z 1z 2在复平面内对应的点位于( )A .第一象限B .第三象限C .第二象限D .第四象限解析:z 1z 2=2+i 1+i =32-i2,对应点⎝⎛⎭⎫32,-12在第四象限. 答案:D2.已知f (x )=x (2 018+ln x ),f ′(x 0)=2 019,则x 0=( ) A .e 2 B .1 C .ln 2D .e解析:由题意可知f ′(x )=2 018+ln x +x ·1x =2 019+ln x .由f ′(x 0)=2 019,得ln x 0=0,解得x 0=1. 答案:B3.若⎠⎛0k(2x -3x 2)d x =0,则k 等于( )A .0B .1C .0或1D .以上都不对解析:取F (x )=x 2-x 3,则F ′(x )=2x -3x 2.∴⎠⎛0k(2x -3x 2)d x =F (k )-F (0)=k 2-k 3=0, ∴k =1或k =0(舍去). 答案:B4.曲线f (x )=x 2+a x +1在点(1,f (1))处切线的倾斜角为3π4,则实数a =( )A .1B .-1C .7D .-7解析:f ′(x )=2x (x +1)-(x 2+a )(x +1)2=x 2+2x -a(x +1)2,又∵f ′(1)=tan 3π4=-1,∴a =7.答案:C5.如图所示,着色的三角形的个数依次构成数列{a n }的前4项,则这个数列的一个通项公式为( )A .a n =3n -1B .a n =3nC .a n =3n -2nD .a n =3n -1+2n -3解析:因为a 1=1,a 2=3,a 3=9,a 4=27,猜想a n =3n -1. 答案:A6.如图所示,椭圆中心在坐标原点,F 为左焦点,当FB ―→⊥AB ―→时,其离心离为5-12,此类椭圆被称为“黄金椭圆”.类比“黄金椭圆”,可推算出“黄金双曲线”的离心率e 等于( )A.5+12 B.5-12C.5-1D.5+1解析:如图所示,设双曲线方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),则F (-c,0),B (0,b ),A (a,0), 所以FB ―→=(c ,b ),AB ―→=(-a ,b ).又因为FB ―→⊥AB ―→,所以FB ―→·AB ―→=b 2-ac =0, 所以c 2-a 2-ac =0, 即e 2-e -1=0,解得e =1+52或e =1-52(舍去).答案:A7.用数学归纳法证明“S n =1n +1+1n +2+1n +3+…+13n +1>1(n ∈N +)”时,S 1等于( )A.12B.12+13C.12+13+14D .以上答案均不正确解析:当n =1时,S 1=11+1+11+2+13+1=12+13+14.答案:C8.如图,y =f (x )是可导函数,直线l :y =kx +2是曲线y =f (x )在x =3处的切线,令g (x )=xf (x ),g ′(x )是g (x )的导函数,则g ′(3)=( )A .-1B .0C .2D .4解析:由图可知曲线y =f (x )在x =3处切线的斜率等于-13,即f ′(3)=-13.又g (x )=xf (x ),g ′(x )=f (x )+xf ′(x ),g ′(3)=f (3)+3f ′(3), 由图可知f (3)=1,所以g ′(3)=1+3×⎝⎛⎭⎫-13=0. 答案:B9.给出下面类比推理命题(其中Q 为有理数集,R 为实数集,C 为复数集): ①“若a ,b ∈R ,则a -b =0⇒a =b ”类比推出“a ,b ∈C ,则a -b =0⇒a =b ”; ②“若a ,b ,c ,d ∈R ,则复数a +b i =c +d i ⇒a =c ,b =d ”类比推出“若a ,b ,c ,d ∈Q ,则a +b 2=c +d 2⇒a =c ,b =d ”;③“若a ,b ∈R ,则a -b >0⇒a >b ”类比推出“若a ,b ∈C ,则a -b >0⇒a >b ”. 其中类比结论正确的个数是( ) A .0 B .1 C .2D .3解析:①②正确,③错误. 答案:C10.定义在R 上的函数f (x )满足:f ′(x )>f (x )恒成立,若x 1<x 2,则e x 1f (x 2)与e x 2f (x 1)的大小关系为( )A .e x 1f (x 2)>e x 2f (x 1)B .e x 1f (x 2)<e x 2 (x 1)C .e x 1f (x 2)=e x 2f (x 1)D .e x 1f (x 2)与e x 2f (x 1)的大小关系不确定解析:设g (x )=f (x )e x ,则g ′(x )=f ′(x )e x -f (x )(e x )′(e x )2=f ′(x )-f (x )e x ,由题意g ′(x )>0,所以g (x )单调递增, 当x 1<x 2时,g (x 1)<g (x 2),即f (x 1)e x 1<f (x 2)e x 2,所以e x 1f (x 2)>e x 2f (x 1). 答案:A11.已知函数f (x )=x ⎝⎛⎭⎫e x -1e x ,若f (x 1)<f (x 2),则( ) A .x 1>x 2 B .x 1+x 2=0C .x 1<x 2D .x 21<x 22解析:因为f (-x )=-x ⎝ ⎛⎭⎪⎫e -x -1e -x =f (x ), 所以f (x )为偶函数. 由f (x 1)<f (x 2), 得f (|x 1|)<f (|x 2|).(*)又f ′(x )=e x -1e x +x ⎝⎛⎭⎫e x +1e x =e 2x(x +1)+x -1e x, 当x ≥0时,e 2x (x +1)+x -1≥e 0=1>0, 所以f ′(x )≥0,所以f (x )在[)0,+∞上为增函数,由(*)式得|x 1|<|x 2|,即x 21<x 22.答案:D12.直线y =a 分别与曲线y =2(x +1),y =x +ln x 交于点A ,B ,则|AB |的最小值为( ) A .3 B .2C.324D.32解析:当y =a 时,2(x +1)=a ,所以x =a2-1.设方程x +ln x =a 的根为t ,则t +ln t =a , |AB |=⎪⎪⎪⎪t -a 2+1=⎪⎪⎪⎪⎪⎪t -t +ln t 2+1=⎪⎪⎪⎪t 2-ln t 2+1. 设g (t )=t 2-ln t2+1(t >0),则g ′(t )=12-12t =t -12t,令g ′(t )=0,得t =1,当t ∈(0,1)时,g ′(t )<0; 当t ∈(1,+∞)时,g ′(t )>0, 所以g (t )min =g (1)=32,所以|AB |≥32,所以|AB |的最小值为32.答案:D二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,满分20分,把答案填在题中横线上) 13.复数z 满足(1+i)z =|3-i|,则z -=________. 解析:∵(1+i)z =|3-i|=2,∴z =21+i=2(1-i )2=1-i ,∴z -=1+i.答案:1+i14.观察下列式子: 1+122<32, 1+122+132<53, 1+122+132+142<74,…, 则可归纳出____________________________. 解析:根据三个式子的规律特点进行归纳可知, 1+122+132+142+…+1(n +1)2<2n +1n +1(n ∈N +).答案:1+122+132+142+…+1(n +1)2<2n +1n +1(n ∈N +)15.一辆汽车的速度-时间曲线如图所示,则此汽车在这1 min 行驶的路程为______ m.解析:由速度-时间曲线易知, v (t )=⎩⎪⎨⎪⎧3t , t ∈[0,10],30, t ∈[10,40],-1.5t +90, t ∈[40,60],由变速直线运动的路程公式可得s =⎠⎛0103t d t +⎠⎛104030d t +⎠⎛4060(-1.5t +90)d t =1 350 (m). 答案:1 35016.两千多年前,古希腊毕达哥拉斯学派的数学家曾经在沙滩上研究数学问题.他们在沙滩上画点或用小石子表示数,按照点或小石子能排列的形状对数进行分类.下图中实心点的个数5,9,14,20,…,被称为梯形数.根据图形的构成,记第2 018个梯形数为a 2 018,则a 2 018=________.解析:5=2+3=a 1, 9=2+3+4=a 2,14=2+3+4+5=a 3, …,a n =2+3+…+(n +2)=(n +1)(2+n +2)2=12(n +1)(n +4),由此可得a 2 018=2+3+4+…+2 020=12×2 019×2 022=2 019×1 011.答案:2 019×1 011三、解答题(本大题共6小题,满分70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)17.(本小题满分10分)已知复数z =(1-i )2+3(1+i )2-i.(1)若复数z 1与z 在复平面上所对应的点关于虚轴对称,求z 1; (2)若实数a ,b 满足z 2+az +b =1-i ,求z 2=a +b i 的共轭复数.解:由已知得复数z =(1-i )2+3(1+i )2-i =-2i +3+3i 2-i =3+i 2-i =(3+i )(2+i )(2-i )(2+i )=5+5i5=1+i.(1) 复数z 1与z 在复平面上所对应的点关于虚轴对称, (2) 则它们实部互为相反数,虚部相等, 所以z 1=-1+i.(2)因为z 2+az +b =1-i , 所以(1+i)2+a (1+i)+b =1-i , 整理得a +b +(2+a )i =1-i ,因为a ,b ∈R ,所以a +b =1,且2+a =-1, 解得a =-3,b =4,所以复数z 2=-3+4i ,所以z 2的共轭复数为-3-4i.18.(本小题满分12分)已知函数f (x )=ax 3+bx +1的图象经过点(1,-1),且在x =1处,f (x )取得极值.求:(1)函数f (x )的解析式; (2)f (x )的单调递增区间.解:(1)由f (x )=ax 3+bx +1的图象过点(1,-1),得a +b =-2. ∵f ′(x )=3ax 2+b , ∴f ′(1)=3a +b =0,∴由⎩⎪⎨⎪⎧ a +b =-2,3a +b =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =-3.∴f (x )=x 3-3x +1. (2)∵f ′(x )=3x 2-3,∴由f ′(x )>0,得x >1或x <-1.∴f (x )的单调递增区间为(-∞,-1),(1,+∞).19.(本小题满分12分)已知函数f (x )=x 2-m ln x ,h (x )=x 2-x +a . (1)当a =0时,f (x )≥h (x )在(1,+∞)上恒成立,求实数m 的取值范围;(2)当m =2时,若函数k (x )=f (x )-h (x )在区间(1,3)上恰有两个不同零点,求实数a 的取值范围.解:(1)由f (x )≥h (x ),得m ≤xln x 在(1,+∞)上恒成立.令g (x )=xln x ,则g ′(x )=ln x -1(ln x )2, 当x ∈(1,e)时,g ′(x )<0; 当x ∈(e ,+∞)时,g ′(x )>0,所以g (x )在(1,e)上递减,在(e ,+∞)上递增. 故当x =e 时,g (x )的最小值为g (e)=e. 所以m ≤e.即m 的取值范围是(-∞,e]. (2)由已知可得k (x )=x -2ln x -a . 函数k (x )在(1,3)上恰有两个不同零点,相当于函数φ(x )=x -2ln x 与直线y =a 有两个不同的交点. φ′(x )=1-2x =x -2x ,当x ∈(1,2)时,φ′(x )<0,φ(x )递减, 当x ∈(2,3)时,φ′(x )>0,φ(x )递增. 又φ(1)=1,φ(2)=2-2ln 2,φ(3)=3-2ln 3, 要使直线y =a 与函数φ(x )=x -2ln x 有两个交点, 则2-2ln 2<a <3-2ln 3.即实数a 的取值范围是(2-2ln 2,3-2ln 3).20.(本小题满分12分)在数列{a n }中,a 1=1,a n +1=ca n +c n +1(2n +1)(n ∈N +),其中实数c≠0.求{a n}的通项公式.解:a2=ca1+c2·3=3c2+c=(22-1)c2+c,a3=ca2+c3·5=8c3+c2=(32-1)c3+c2,a4=ca3+c4·7=15c4+c3=(42-1)c4+c3,猜测a n=(n2-1)c n+c n-1,n∈N+.下面用数学归纳法证明.当n=1时,等式成立.假设n=k时,等式成立,即a k=(k2-1)c k+c k-1,则当n=k+1时,a k+1=ca k+c k+1(2k+1)=c[(k2-1)c k+c k-1]+c k+1(2k+1)=(k2+2k)c k+1+c k=[(k+1)2-1]c k+1+c k.即当n=k+1时,结论成立.综上,{a n}的通项公式为a n=(n2-1)c n+c n-1(n∈N+).21.(本小题满分12分)某开发商用9 000万元在市区购买一块土地,用于建一幢写字楼,规划要求写字楼每层建筑面积为2 000平方米.已知该写字楼第一层的建筑费用为每平方米4 000元,从第二层开始,每一层的建筑费用比其下面一层每平方米增加100元.(1)若该写字楼共x层,总开发费用为y万元,求函数y=f(x)的表达式;(总开发费用=总建筑费用+购地费用)(2)要使整幢写字楼每平方米的平均开发费用最低,该写字楼应建为多少层?解:(1)由已知,写字楼最下面一层的总建筑费用为4 000×2 000=8 000 000(元)=800(万元),从第二层开始,每层的建筑总费用比其下面一层多100×2 000=200 000(元)=20(万元),写字楼从下到上各层的总建筑费用构成以800为首项,20为公差的等差数列,所以函数表达式为y =f (x )=800x +x (x -1)2×20+9 000=10x 2+790x +9 000(x ∈N +).(2)由(1)知写字楼每平方米平均开发费用为g (x )=f (x )2 000x ×10 000=5(10x 2+790x +9 000)x =50⎝⎛⎭⎫x +900x +79, 则g ′(x )=50⎝⎛⎭⎫1-900x 2, 由g ′(x )=0及x ∈N +得,x =30. 易知当x =30时,g (x )取得最小值.所以要使整幢写字楼每平方米的平均开发费用最低,该写字楼应建为30层. 22.(本小题满分12分)已知函数f (x )=x ·ln x ,g (x )=ax 3-12x -23e .(1)求f (x )的单调递增区间和最小值;(2)若函数y =f (x )与函数y =g (x )的图象在交点处存在公共切线,求实数a 的值. 解:(1)∵f ′(x )=ln x +1,由f ′(x )>0,得x >1e ,∴f (x )的单调递增区间为⎝⎛⎭⎫1e ,+∞. 又当x ∈⎝⎛⎭⎫0,1e 时,f ′(x )<0,则f (x )在⎝⎛⎭⎫0,1e 上单调递减, ∴f (x )的最小值为f ⎝⎛⎭⎫1e =-1e. (2)∵f ′(x )=ln x +1,g ′(x )=3ax 2-12,设公切点的横坐标为x 0,则与f (x )的图象相切的直线方程为y =(ln x 0+1)x -x 0, 与g (x )的图象相切的直线方程为y =⎝⎛⎭⎫3ax 20-12x -2ax 30-23e, ∴⎩⎨⎧ln x 0+1=3ax 2-12,-x 0=-2ax 30-23e,解得x 0ln x 0=-1e,由(1)知x 0=1e , ∴a =e 26.。
2019年数学新同步湘教版选修2-3讲义+精练:第7章 章末小结 Word版含解析
1.两个计数原理(1)应用分类加法计数原理,应准确进行“分类”,明确分类的标准:每一种方法必属于某一类(不漏),任何不同类的两种方法是不同的方法(不重),每一类中的每一种方法都能独立地“完成这件事情”.(2)应用分步乘法计数原理,应准确理解“分步”的含义,完成这件事情,需要分成若干步骤,只有每个步骤都完成了,这件事情才能完成,即这些步骤不能互相替代,任何一步不能跳过.2.排列排列定义特别强调了按“一定顺序”排成一列,就是说,取出的元素不同一定是不相同的排列,即使元素相同,顺序不同,也不是相同的排列.要特别注意“有序”与“无序”的区别.3.组合(1)组合的定义中包含两个基本内容:一是取出“元素”,二是“并成一组”,即表示与顺序无关.(2)如果两个组合中的元素不完全相同就是不同的组合. 4.二项式定理(1)(a +b )n 的展开式的通项为T r +1=C r n an -r b r,且为展开式的第r +1项. (2)二项式系数的性质①对称性:C 0n =C n n ,C 1n =C n -1n ,C 2n =C n -2n ,…,C r n =C n -r n .②增减性与最大值:二项式系数C r n,当r <n +12时,二项式系数是递增的;当r >n +12时,二项式系数是递减的.当n 是偶数时,中间的一项C 2nn取得最大值.当n 是奇数时,中间两项C -12n n 和C +12n n 相等,且同时取得最大值.③二项式系数的和:C 0n +C 1n +C 2n +…+C k n +…+C n n =2n, 且C 1n +C 3n +C 5n +…=C 0n +C 2n +C 4n +…=2n -1.[例1]只能种同种颜色的花卉,相邻两池的花色不同,则最多的栽种方案有()A.180种B.240种C.360种D.420种[解析]由题意知,最少用三种颜色的花卉,按照花卉选种的颜色可分为三类方案,即用三种颜色,四种颜色,五种颜色.①当用三种颜色时,花池2,4同色和花池3,5同色,此时共有A35种方案.②当用四种颜色时,花池2,4同色或花池3,5同色,故共有2A45种方案.③当用五种颜色时有A55种方案.因此所有栽种方案为A35+2A45+A55=420(种).[答案] D应用两个计数原理解决有关计数问题的关键是区分事件是分类完成还是分步完成.对于有些较复杂的既要分类又要分步的问题,应注意层次清晰,不重不漏,在分步时,要注意上一步的方法确定后对下一步有无影响(即是否是独立的).1.甲与其四位同事各有一辆私家车,车牌尾数分别是0,0,2,1,5,为遵守当地某月5日至9日5天的限行规定(奇数日车牌尾数为奇数的车通行,偶数日车牌尾数为偶数的车通行),五人商议拼车出行,每天任选一辆符合规定的车,但甲的车最多只能用一天,则不同的用车方案种数为()A.5 B.24C.32 D.64解析:选D5日至9日,有3天奇数日,2天偶数日,第一步安排奇数日出行,每天都有2种选择,共有23=8(种),第二步安排偶数日出行分两类,第一类,先选1天安排甲的车,另外一天安排其他车,有2×2=4(种).第二类,不安排甲的车,每天都有2种选择,共有22=4(种),共计4+4=8,根据分步乘法计数原理,不同的用车方案种数共有8×8=64.2.从集合{1,2,3,…,10}中任意选出3个不同的数,使这3个数成等比数列,这样的等比数列的个数为()A.3 B.4C.6 D.8解析:选D以1为首项的等比数列为1,2,4;1,3,9.以2为首项的等比数列为2,4,8.以4为首项的等比数列为4,6,9.把这4个数列的顺序颠倒,又得到4个数列,∴所求的数列共有2×(2+1+1)=8(个).[例2](1)五名学生必须排在一起共有多少种排法;(2)五名学生不能相邻共有多少种排法;(3)老师和学生相间隔共有多少种排法.[解](1)先将五名学生“捆绑”在一起看作一个与五位老师排列有A66种排法,五名学生再内部全排列有A55种,故共有A66·A55=86 400种排法.(2)先将五位老师全排列有A55种排法,再将五名学生排在五位老师产生的六个空位上有A56种排法,故共有A55·A56=86 400种排法.(3)排列方式只能有两类,如图所示:○□○□○□○□○□□○□○□○□○□○(用□表示老师所在位置,用○表示学生所在位置)故有2A55·A55=28 800种排法.“学生相邻”就“捆绑学生”,“学生不相邻”就插空.“捆绑”之中的元素有顺序,哪些元素不相邻就插空.[例3]由1、2、3、4、5五个数字组成没有重复数字的五位数排成一递增数列,则首项为12 345,第2项是12 354,…直到末项(第120项)是54 321.问:(1)43 251是第几项?(2)第93项是怎样的一个五位数?[解](1)由题意知,共有五位数为A55=120(个),比43 251大的数有下列几类:①万位数是5的有A44=24(个);②万位数是4,千位数是5的有A33=6(个);③万位数是4,千位数是3,百位数是5的有A22=2(个);∴比43 251大的数共有24+6+2=32个,所以43 251是第120-32=88项.(2)从(1)知万位数是5的有A44=24个,万位数是4,千位数是5的有A33=6(个);但比第93项大的数有120-93=27个,第93项即倒数第28项,而万位数是4,千位数是5的6个数是45 321、45 312、45 231、45 213、45 132、45 123,从此可见第93项是45 213.带有限制条件的排列组合问题,常用“元素分析法”和“位置分析法”,当直接考虑对象较为复杂时,可用逆向思维,使用间接法(排除法),既先不考虑约束条件,求出所有排列组合总数,然后减去不符合条件的排列、组合种数.3.一排9个座位坐了3个三口之家,若每家人坐在一起,则不同的坐法种数为() A.3×3! B.3×(3!)3C.(3!)4D.9!解析:选C把一家三口看作一个排列,共有3个三口之家,然后再排列这3家,所以有(3!)4种.4.某次联欢会要安排3个歌舞类节目、2个小品类节目和1个相声类节目的演出顺序,则同类节目不相邻的排法种数是()A.72 B.120C.144 D.168解析:选B依题意,先仅考虑3个歌舞类节目互不相邻的排法种数为A33A34=144,其中3个歌舞类节目互不相邻但2个小品类节目相邻的排法种数为A22A22A33=24,因此满足题意的排法种数为144-24=120.5.从6位同学中选出4位参加一个座谈会,要求张、王两同学中至多有一个人参加,则不同选法的种数为()A.9 B.14C.12 D.15解析:选A法一:(直接法)分两类,第一类张、王两同学都不参加,有C44种选法;第二类张、王两同学中只有1人参加,有C12C34种选法.故共有C44+C12C34=9种选法.法二:(间接法)C46-C24=9种.6.某班班会准备从甲、乙等7名学生中选派4名进行发言,要求甲、乙两人至少有一人参加.当甲、乙同时参加时,他们两人的发言不能相邻.那么不同的发言顺序的种数为()A .360B .520C .600D .720解析:选C 当甲或乙只有一人参加时,不同的发言顺序的种数为2C 35A 44=480,当甲、乙同时参加时,不同的发言顺序的种数为A 25A 23=120,则不同的发言顺序的种数为480+120=600.[例4] (1)A .-4 B .-3 C .-2D .-1(2)(2x -3)10=a 0+a 1(x -1)+a 2(x -1)2+…+a 10(x -1)10,则a 1+a 2+a 3+…+a 10等于( )A .1-310B .-310-1C .310-1D .0(3)(2017·山东高考)已知(1+3x )n 的展开式中含有x 2项的系数是54,则n =________.[解析] (1)展开式中含x 2的系数为C 25+a C 15=5,解得a =-1.(2)令x =1,得a 0=1,令x =2,得a 0+a 1+…+a 10=1, 所以a 1+a 2+…+a 10=0.(3)(1+3x )n 的展开式的通项为T r +1=C r n (3x )r .令r =2,得T 3=9C 2n x 2.由题意得9C 2n =54,解得n =4.[答案] (1)D (2)D (3)4(1)二项式及其展开式的实质是一个恒等式,无论x 取什么值,左、右两边代数式的值总对应相等.通常利用这一点,分析x 取何值时,展开式等于所求式,再将此x 值代入左侧的二项式,就可以得出结果,这种处理方法叫做赋值法.(2)解决与二项展开式的项有关的问题时,通常利用通项公式T r +1=C r n an -r b r (r =0,1,2,…,n ).7.已知⎝ ⎛⎭⎪⎫x +14x n展开式中各项系数的和为256,求:(1)n 的值;(2)展开式中所有有理项. 解:(1)由题意2n =256,∴n =8.(2)通项公式T r +1=C r 8(x )8-r ⎝ ⎛⎭⎪⎫14x r =C r8x 4-3r4 ,其中0≤r ≤8,要使展开式中的项为有理项,只要x 的指数为整数, 则r =0,4,8.所以第1项,第5项与第9项为有理项,它们分别是x 4,70x ,x -2.8.求⎝⎛⎭⎫x 2+4x 2-45的展开式中含x 4的项的系数. 解:∵⎝⎛⎭⎫x 2+4x 2-45=⎝⎛⎭⎫x -2x 10, ∴通项公式为T r +1=C r 10x 10-r ⎝⎛⎭⎫-2x r =(-2)r C r 10x 10-2r, 令10-2r =4,则r =3,∴x 4的项的系数为(-2)3C 310=-960.(时间120分钟,满分150分)一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,满分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.计算C 58+2A 24的值是( )A .64B .80C .13 464D .40解析:选B C 58+2A 24=C 38+2A 24=8×7×63×2×1+2×4×3=80. 2.将A ,B ,C ,D ,E 排成一列,要求A ,B ,C 在排列中顺序为“A ,B ,C ”或“C ,B ,A ”(可以不相邻),则不同的排列方法有( )A .12种B .20种C .40种D .60种解析:选C 五个元素没有限制,全排列数为A 55,由于要求A ,B ,C 的次序一定(按A ,B ,C 或C ,B ,A ),故所求排列数为A 55A 33×2=40.3.如图,要给①,②,③,④四块区域分别涂上五种不同颜色中的某一种,允许同一种颜色使用多次,但相邻区域必须涂不同颜色,则不同的涂色方法种数为( )A .320B .160解析:选A 按③→①→②→④的顺序涂色,有C 15×C 14×C 14×C 14=5×4×4×4=320种不同的方法.4.设⎝⎛⎭⎫5x -1x n的展开式的各项系数之和为M ,二项式系数之和为N ,若M -N =240,则展开式中x 的系数为( )A .-150B .150C .300D .-300解析:选B 由题意知,M =4n ,N =2n ,由M -N =240,解得n =4,则T r +1=C r 4·(5x )4-r ·⎝⎛⎭⎫-1x r =(-1)r 54-r C r4x 4-3r2,令4-3r2=1得r =2.所以展形式中x 的系数为(-1)2C 24·52=150. 5.若(2x +3)4=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4,则(a 0+a 2+a 4)2-(a 1+a 3)2的值为( ) A .1 B .-1 C .0D .2解析:选A (a 0+a 2+a 4)2-(a 1+a 3)2=(a 0+a 1+a 2+a 3+a 4)(a 0-a 1+a 2-a 3+a 4)=(2+3)4×(-2+3)4=1.6.有9个男生,5个女生排成一排,要求女生排在一起(中间不能有男生),不同的排法种数是( )A .A 55A 99B .10A 55C .A 55A 1010D .2A 55A 99解析:选C 把5名女生作为一个元素,与其他9名男生排列,有A 1010种不同的排法,其中这5名女生有A 55种排法,根据分步乘法计数原理有A 1010A 55种不同的排法.7.4名男歌手和2名女歌手联合举行一场音乐会,出场顺序要求两名女歌手之间恰有一名男歌手,共有出场方案的种数是( )A .6A 33B .3A 33C .2A 33D .A 22A 14A 44解析:选D 先选一名男歌手排在两名女歌手之间,有A 14种选法,这两名女歌手有A 22种排法,把这三人作为一个元素,与另外三名男歌手排列有A 44种排法,根据分步乘法计数原理,有A 14A 22A 44种出场方案.8.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个解析:选B 当万位数字为4时,个位数字从0,2中任选一个,共有2A 34个偶数;当万位数字为5时,个位数字从0,2,4中任选一个,共有C 13A 34个偶数.故符合条件的偶数共有2A 34+C 13A 34=120(个).9.若⎝⎛⎭⎪⎫3x -13x 2 n 的展开式中各项系数之和为128,则展开式中含1x 3的项的系数是( ) A .7 B .-7 C .21D .-21解析:选C 赋值法,令x =1,得展开式各项系数之和为(3-1)n =2n =128,所以n =7,所以展开式的通项为T r +1=(-1)r C r 7·37-r ·x 7-53r,令7-53r =-3,得r =6,故展开式中含1x3的项的系数是C 67×3=21. 10.将4个不同的小球放入3个不同的盒子中,其中每个盒子都不空的放法共有( ) A .34种 B .43种 C .18种D .36种解析:选D 必然有1个盒子放2个球,可以先取出2个球看作一个整体,有C 24种,再将3个元素排3个位置,有A 33种,共有C 24A 33=36种.11.(2017·全国卷Ⅱ)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种解析:选D 因为安排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,所以必有1人完成2项工作.先把4项工作分成3组,即2,1,1,有C 24C 12C 11A 22=6种,再分配给3个人,有A 33=6种,所以不同的安排方式共有6×6=36种.12.在(1+x )n 的展开式中,奇数项之和为p ,偶数项之和为q ,则(1-x 2)n 等于( ) A .0 B .pq C .p 2-q 2D .p 2+q 2解析:选C 由于(1+x )n 与(1-x )n 展开式中奇数项相同,偶数项互为相反数,因此(1-x )n =p -q ,所以(1-x 2)n =(1+x )n (1-x )n =(p +q )(1-q )=p 2-q 2.二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,满分20分.把答案填写在题中的横线上)13.⎝⎛⎭⎪⎫x -13x 12展开式中的常数项为________.解析:由通项公式T r +1=C r 12 x12-r⎝⎛⎭⎪⎫-13x r=(-1)r C r 12 x12-43r,令12-43r =0解得r =9.∴T 10=-220. 答案:-22014.从集合{1,2,3,…,10}中,选出由5个数组成的子集,使得这5个数中任何两个数的和不等于11,则这样的子集共有________个.解析:两个数的和等于11的情况有(1,10),(2,9),(3,8),(4,7),(5,6),所以满足条件的子集有C 12·C 12·C 12·C 12·C 12=32(个).答案:3215.5个人排成一排,要求甲、乙两个人之间至少有一个人,则不同的排法有________种.解析:甲、乙两个人之间至少有一个人,就是甲、乙两个人不相邻,则有A 33·A 24=72(种)排法.答案:7216.⎝⎛⎭⎫1+1x 2(1+x )6展开式中x 2的系数为________. 解析:(1+x )6展开式的通项T r +1=C r 6x r ,所以⎝⎛⎭⎫1+1x 2(1+x )6的展开式中x 2的系数为1×C 26+1×C 46=30.答案:30三、解答题(本大题共有6小题,共70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)17.(本小题满分10分)六个人按要求站成一排,分别有多少种不同的站法?(用数字作答,要有详细的说明过程)(1)甲不站在两端; (2)甲、乙不相邻;(3)甲在乙的左边(可以不相邻); (4)甲、乙之间间隔两个人; (5)甲不站左端,乙不站右端.解:(1)先排甲,有C 14种;其余的人全排列有A 55种,故共有C 14A 55=480(种). (2)法一:先计算甲、乙两个相邻的排法数共有A 22A 55=240(种),则甲、乙两个不相邻的方法数为A 66-A 22A 55=480(种).法二:先排其余的四人有A 44=24(种),再在四个人的五个空隙中排甲、乙两人,共有A 25=20(种),根据分步乘法计数原理,共有A 44A 25=480(种).(3)在无限制的排列中,共有A 66种,其中甲在乙的左边与甲在乙的右边的排列种数是相同的,故共有12A 66=360(种)排法.(4)先从另外四人中选出两人排在甲、乙的中间有A 24种不同的排法,所以包括甲、乙这四人的排法有A 24A 22种排法,将这四人看作一个整体,与另外两人全排列有A 33种排法,根据分步计数原理可知共有A 24A 22A 33=144(种)不同的排法.(5)(排除法)甲站左端的排法数有A 55种,乙站右端的排法数有A 55种,甲站左端同时乙站右端的排法数有A 44种,所以甲不站左端,乙不站右端的排法数为A 66-2A 55+A 44=504(种).18.(本小题满分12分)已知(1+2x )n 的展开式中,某一项的系数恰好是它的前一项系数的2倍,而且是它的后一项系数的56,试求展开式中二项式系数最大的项.解:设展开式中第k 项的系数是第k -1项系数的2倍,是k +1项系数的56.所以⎩⎪⎨⎪⎧C k n2k=2C k -1n ·2k -1,C k n 2k =56C k +1n ·2k +1,解得n =7.所以展开式中二项式系数最大的项是T 4=C 37(2x )3=280x 32与T 5=C 47(2x )4=560x 2.19.(本小题满分12分)用数字0,1,2,3,4组成四位数或三位数(数字可重复利用). (1)可组成多少个不同的四位数? (2)可组成多少个大于2000的四位数? (3)可组成多少个被3整除的三位数? 解:(1)A 14·53=500或54-53=500(间接法). (2)A 13·53-1=374. (3)各位数字之和是3的倍数的数可被3整除, ∴符合题意的有以下几种情况 ①各位上数字相同有4个.②含有0的数字,由0,0,3组成有1个,由0,1,2组成、或由0,2,4组成各有C 12C 22=4(个).0,3,3组成有2个.③由1,2,3组成或由2,3,4组成的各有A 33=6个,由1,1,4组成的有3个,4,4,1组成的有3个.所以共有4+1+2×4+2+2×6+3×2=33个.20.(本小题满分12分)如图,在以AB 为直径的半圆周上,有异于A ,B 的六个点C 1,C 2,C 3,C 4,C 5,C 6,直径AB 上有异于A ,B 的四个点D 1,D 2,D 3,D 4.(1)以这10个点中的3个点为顶点作三角形可作出多少个?其中含C 1点的有多少个?(2)以图中的12个点(包括A ,B )中的4个点为顶点,可作出多少个四边形? 解:(1)可分三种情况处理:①C 1,C 2,…,C 6这六个点任取三点可构成一个三角形;②C 1,C 2,…,C 6中任取一点,D 1,D 2,D 3,D 4中任取两点可构成一个三角形; ③C 1,C 2,…,C 6中任取两点,D 1,D 2,D 3,D 4中任取一点可构成一个三角形.∴C 36+C 16C 24+C 26C 14=116(个).其中含C 1点的三角形有C 25+C 15·C 14+C 24=36(个).(2)构成一个四边形,需要四个点,且无三点共线,∴共有C 46+C 36C 16+C 26C 26=360(个).21.(本小题满分12分)已知⎝⎛⎭⎫2x i +1x 2n ,i 是虚数单位,x >0,n ∈N *. (1)如果展开式中的倒数第3项的系数是-180,求n 的值;(2)对(1)中的n ,求展开式中系数为正实数的项.解:(1)由已知,得C n -2n (2i)2=-180,即4C 2n =180,所以n 2-n -90=0,又n ∈N +,解得n =10.(2)⎝⎛⎭⎫2x i +1x 210展开式的通项为 T k +1=C k 10·(2x i)10-k x -2k =C k 10(2i)10-k x 5-52k .因为系数为正实数,且k ∈{0,1,2,…,10},所以k =2,6,10.所以所求的项为T 3=11 520,T 7=3 360x -10,T 11=x -20.22.(本小题满分12分)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,试求出现如下结果时,各有多少种情况?(1)4只鞋子没有成双的;(2)4只鞋子恰成两双;(3)4只鞋中有2只成双,另两只不成双.解:(1)从10双鞋子中选取4双,有C 410种不同的选法,每双鞋子各取一只,分别有2种取法,根据分步乘法计数原理,选取种数为N =C 410·24=3 360(种).(2)从10双鞋子中选取2双有C210种取法,即45种不同取法.(3)先选取一双有C110种选法,再从9双鞋中选取2双鞋有C29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=C110C29·22=1 440(种).。
2019年数学新同步湘教版选修2-3讲义+精练:第7章 7.3 组 合 Word版含解析
7.3组__合第一课时 组合与组合数公式及其性质[读教材·填要点]1.组合从n 个不同的元素中取出m (m ≤n )个不同的元素,不论次序地构成一组,称为一个组合,我们用符号C m n 表示所有不同的组合个数,称C mn 为从n 个不同的元素中取m个元素的组合数.2.组合数有关公式(1)C mn =A m n A m m ≤m ≤n .(2)C m n ≤m ≤n .3.组合数的性质(1)C m n(2)如果C m n =C k n ,则m =k 或者m =n -k , (3)C m n +1=C m n +C m -1n. [小问题·大思维]1.“abc ”和“acb ”是相同的排列还是相同的组合?提示:由于“abc ”与“acb ”的元素相同,但排列的顺序不同,所以“abc ”与“acb ”是相同的组合,但不是相同的排列.2.如何区分某一问题是排列问题还是组合问题?提示:区分某一问题是排列还是组合问题,关键看选出的元素是否与顺序有关,若交换某两个元素的位置对结果产生影响,则是排列问题,而交换任意两个元素的位置对结果没有影响,则是组合问题.3.“组合”和“组合数”是同一个概念吗?有什么区别?提示:“组合”与“组合数”是两个不同的概念,“组合”是指“从n 个不同元素中取m (m ≤n )个元素合成一组”,它不是一个数,而是具体的一件事;“组合数”是指“从n 个不同元素中取出m (m ≤n )个元素的所有不同组合的个数”,它是一个数.[例1](1)从1,2,3,…,9九个数字中任取3个,组成一个三位数,这样的三位数共有多少个?(2)从1,2,3,…,9九个数字中任取3个,然后把这三个数字相加得到一个和,这样的和共有多少个?(3)从a,b,c,d四名学生中选两名去完成同一份工作,有多少种不同的选法?[解](1)当取出3个数字后,如果改变3个数字的顺序,会得到不同的三位数,此问题不但与取出元素有关,而且与元素的安排顺序有关,是排列问题.(2)取出3个数字之后,无论怎样改变这3个数字的顺序,其和均不变,此问题只与取出元素有关,而与元素的安排顺序无关,是组合问题.(3)两名学生完成的是同一份工作,没有顺序,是组合问题.区分排列与组合的方法区分排列与组合的办法是首先弄清楚事件是什么,区分的标志是有无顺序,而区分有无顺序的方法是:把问题的一个选择结果解出来,然后交换这个结果中任意两个元素的位置,看是否会产生新的变化,若有新变化,即说明有顺序,是排列问题;若无新变化,即说明无顺序,是组合问题.1.判断下列问题是组合问题还是排列问题:(1)设集合A={a,b,c,d,e},则集合A的子集中含有3个元素的有多少个?(2)某铁路线上有5个车站,则这条线上共需准备多少种车票?多少种票价?(3)3人去干5种不同的工作,每人干一种,有多少种分工方法?(4)把3本相同的书分给5个学生,每人最多得1本,有几种分配方法?解:(1)因为本问题与元素顺序无关,故是组合问题.(2)因为甲站到乙站,与乙站到甲站车票是不同的,故是排列问题,但票价与顺序无关,甲站到乙站,与乙站到甲站是同一种票价,故是组合问题.(3)因为一种分工方法是从5种不同的工作中取出3种,按一定次序分给3个人去干,故是排列问题.(4)因为3本书是相同的,无论把3本书分给哪三人,都不需考虑他们的顺序,故是组合问题.[例2] (1)n n +1(2)求证:C m n =m +1n -m C m +1n. [解] (1)⎩⎪⎨⎪⎧5-n ≤n ,5-n ≥0,9-n ≤n +1,9-n ≥0,解得4≤n ≤5.又因为n ∈N +,所以n =4或n =5.当n =4时,原式=C 14+C 55=5, 当n =5时,原式=C 05+C 46=16.(2)证明:因为C m n =n !m !(n -m )!,m +1n -mC m +1n=m +1(m +1)!·n !(n -m )(n -m -1)!=n !m !(n -m )!,所以C m n =m +1n -mC m +1n.关于组合数公式的选取技巧(1)涉及具体数字的可以直接用n n -m C m n -1=nn -m ·(n -1)!m !(n -1-m )!=n !m !(n -m )!=C m n 进行计算.(2)涉及字母的可以用阶乘式C mn =n !m !(n-m )!计算.(3)计算时应注意利用组合数的性质C m n =C n-mn简化运算.2.(1)计算C 58+C 98100·C 77;(2)计算C 05+C 15+C 25+C 35+C 45+C 55; (3)解方程:C x 2-x 16=C 5x -516;(4)解不等式:C m -4m >C m -6m -1+C 6m -1.解:(1)原式=C 38+C 2100×1=8×7×63×2×1+100×992×1 =56+4 950=5 006.(2)原式=2(C 05+C 15+C 25)=2(C 16+C 25)=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫6+5×42×1=32. (3)∵C x 2-x 16=C 5x -516,∴x 2-x =5x -5 ① 或x 2-x +5x -5=16. ② 解①得x =1或x =5. 解②得x =3或x =-7.经检验知,原方程的解是x =1或x =3.(4)原不等式可化为C 4m >C 5m -1+C 6m -1,即C 4m >C 6m ,∴m !4!(m -4)!>m !6!(m -6)!. ∴30>(m -4)(m -5). 即m 2-9m -10<0, ∴-1<m <10. 又∵m ≥7且m ∈N *, ∴m =7或8或9.[例3] 5人去参加市级培训,在下列条件下,有多少种不同的选法?(1)任意选5人;(2)甲、乙、丙三人必须参加; (3)甲、乙、丙三人不能参加; (4)甲、乙、丙三人只能有1人参加.[解](1)C512=792种不同的选法;(2)甲、乙、丙三人必须参加,只需从另外的9人中选2人,共有C29=36种不同的选法;(3)甲、乙、丙三人不能参加,只需从另外的9人中选5人,共有C59=126种不同的选法;(4)甲、乙、丙三人只能有1人参加,分两步,先从甲、乙、丙中选1人,有C13=3种选法,再从另外的9人中选4人有C49种选法.共有C13C49=378种不同的选法.解简单的组合应用题,只需按照组合的定义,直接列出组合数即可,注意分清元素的总个数及取出元素的个数,必要时,需要分清完成一件事情需要分类还是分步.在分类和分步时,注意有无重复或遗漏.3.现有10名教师,其中男教师6名,女教师4名.(1)现要从中选2名去参加会议,有多少种不同的选法?(2)选出2名男教师或2名女教师去外地学习的选法有多少种?(3)现要从中选出男、女老师各2名去参加会议,有多少种不同的选法?解:(1)从10名教师中选2名去参加会议的选法种数,就是从10个不同元素中取出2个元素的组合数,即C210=10×92×1=45.(2)可把问题分两类情况:第1类,选出的2名是男教师有C26种方法;第2类,选出的2名是女教师有C24种方法.根据分类加法计数原理,共有C26+C24=15+6=21种不同的选法.(3)分步:首先从6名男教师中任选2名,有C26种选法,再从4名女教师中任选2名,有C24种选法,根据分步乘法计数原理,所以共有C26·C24=90种不同的选法.345100[尝试][巧思]由于A2n=C2n·A22(n≥2),所以原式可变形为(C23+C24+C25+…+C2100)·A22,然后利用组合数性质C m n+C m-1n=C m n+1求解即可.[妙解]原式=C23A22+C24A22+…+C2100A22=(C23+C24+…+C2100)·A22=(C33+C23+C24+C25+…+C2100-C33)·A22=(C34+C24+C25+…+C2100-C33)·A22=(C35+C25+…+C2100-C33)·A22…=(C3101-C33)·A22=(C3101-1)·A22=2C3101-2=333 298.1.以下四个问题,属于组合问题的是()A.从3个不同的小球中,取出2个排成一列B.老师在排座次时将甲、乙两位同学安排为同桌C.在电视节目中,主持人从100位幸运观众中选出2名幸运之星D.从13位司机中任选出两位开两辆车从甲地到乙地解析:选C由组合的定义可知,选项C属于组合问题.2.已知C2n=10,则n的值为()A.10B.5C.3 D.4解析:选B∵C2n=n(n-1)2×1=10,∴n=5(n=-4舍去).3.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.9C.C39D.C24C15+C25C14解析:选B 分两类:第一类,在直线a 上任取一点,与直线b 可确定C 14个平面;第二类,在直线b 上任取一点,与直线a 可确定C 15个平面.故可确定C 14+C 15=9个不同的平面.4.若C 4n ,C 5n ,C 6n 成等差数列,则n =________.解析:由已知得2C 5n =C 4n +C 6n ,所以2·n !5!(n -5)!=n !4!(n -4)!+n !6!(n -6)!.整理得n 2-21n +98=0,解得n =7或n =14.答案:7或145.从2,3,5,7四个数中任取两个不同的数相乘,有m 个不同的积;任取两个不同的数相除,有n 个不同的商,则m ∶n =________.解析:∵m =C 24,n =A 24,∴m ∶n =12. 答案:126.已知6C x -7x -3=10A 2x -4,求x 的值.解:原方程变为6(x -3)!(x -7)!(x -3-x +7)!=10(x -4)!(x -4-2)!(x >7), 即x 2-9x -22=0.解得x 1=11,x 2=-2(舍去), 所以x 的值为11.一、选择题1.计算:C 28+C 38+C 29=( )A .120B .240C .60D .480解析:选A C 28+C 38+C 29=7×82×1+6×7×83×2×1+8×92×1=120. 2.已知平面内A 、B 、C 、D 这4个点中任何3点不共线,则由其中每3点为顶点的所有三角形的个数为( )A .3B .4C .12D .24解析:选B 由于与顺序无关,所以是组合问题,共有C 34=4个.3.将2名教师、4名学生分成2个小组,分别安排到甲、乙两地参加社会实践活动,每个小组由1名教师和2名学生组成,不同的安排方案共有( )A .12种B .10种C .9种D .8种解析:选A 先安排1名教师和2名学生到甲地,再将剩下的1名教师和2名学生安排到乙地,共有C 12C 24=12种安排方案.4.某单位有15名成员,其中男性10人,女性5人,现需要从中选出6名成员组成考察团外出参观学习,如果按性别分层,并在各层按比例随机抽样,则此考察团的组成方法种数是( )A .C 310C 35B .C 410C 25 C .C 515D .A 410A 25解析:选B 按性别分层,并在各层按比例随机抽样,则需从10名男性中抽取4人,5名女性中抽取2人,共有C 410C 25种抽法.二、填空题5.若C 7n +1-C 7n =C 8n ,则n =________.解析:C 7n +1-C 7n =C 8n ,即C 7n +1=C 8n +C 7n =C 8n +1,所以n +1=7+8,即n =14. 答案:146.过三棱柱任意两个顶点的直线共15条,其中异面直线有__________对. 解析:三棱柱共6个顶点,由此6个顶点可组成C 46-3=12个不同四面体,而每个四面体有三对异面直线则共有12×3=36对.答案:367.对所有满足1≤m ≤n ≤5的自然数m 、n ,方程x 2+C m n y 2=1所表示的不同椭圆的个数为________.解析:∵1≤m ≤n ≤5,∴C m n 有C 12,C 13,C 23,C 14,C 24,C 34,C 15,C 25,C 35,C 45共10个.其中C 13=C 23,C 14=C 34,C 15=C 45,C 25=C 35,所以x 2+C m n y 2=1能表示的不同椭圆有6个.答案:68.不等式C 2n -n <5的解集为________. 解析:由C 2n-n <5,得n (n -1)2-n <5,∴n 2-3n -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} 三、解答题9.(1)解方程:A 3m =6C 4m ; (2)解不等式:C x -18>3C x 8.解:(1)原方程等价于m (m -1)(m -2)=6×m (m -1)(m -2)(m -3)4×3×2×1,∴4=m -3,m =7.(2)由已知得:⎩⎪⎨⎪⎧x -1≤8,x ≤8,∴x ≤8,且x ∈N +,∵C x -18>3C x 8,∴8!(x -1)!(9-x )!>3×8!x !(8-x )!.即19-x >3x , ∴x >3(9-x ),解得x >274,∴x =7,8.∴原不等式的解集为{7,8}.10.袋中装有大小相同标号不同的白球4个,黑球5个,从中任取3个球. (1)共有多少种不同结果?(2)取出的3球中有2个白球,1个黑球的结果有几个? (3)取出的3球中至少有2个白球的结果有几个?解:(1)从4个白球,5个黑球中任取3个的所有结果有C 39=84个不同结果. (2)设“取出3球中有2个白球,1个黑球”的所有结果组成的集合为A ,A 所包含的种数为C 24C 15.所以共有C 24C 15=30种不同的结果.(3)设“取出3球中至少有2个白球”的所有结果组成集合为B,B包含的结果数是C34+C24C15.所以共有C34+C24C15=34种不同的结果.第二课时组合的综合应用[例1]10名医疗专家中有4名是外科专家.问:(1)抽调的6名专家中恰有2名是外科专家的抽调方法有多少种?(2)至少有2名外科专家的抽调方法有多少种?(3)至多有2名外科专家的抽调方法有多少种?[解](1)分步:首先从4名外科专家中任选2名,有C24种选法,再从除去外科专家的6名专家中任选4名,有C46种选法,所以共有C24·C46=90(种)抽调方法.(2)“至少”的含义是“不低于”,有两种解答方法:法一(直接法):按选取的外科专家的人数分类:①选2名外科专家,共有C24·C46种选法;②选3名外科专家,共有C34·C36种选法;③选4名外科专家,共有C44·C26种选法;根据分类加法计数原理,共有C24·C46+C34·C36+C44·C26=185(种)抽调方法.法二(间接法):不考虑是否有外科专家,共有C610种选法.考虑选取1名外科专家参加,有C14·C56种选法;考虑没有外科专家参加,有C66种选法,所以共有C610-C14·C56-C66=185(种)抽调方法.(3)“至多2名”包括“没有”、“有1名”、“有2名”三种情况,分类解答:①没有外科专家参加,有C66种选法;②有1名外科专家参加,有C14·C56种选法.③有2名外科专家参加,有C24·C46种选法.所以共有C66+C14·C56+C24·C46=115(种)抽调方法.保持例题条件不变,求恰有1名外科专家的抽调方法有多少种?解:恰有1名外科专家指:1名外科专家和5名非外科专家,故有C14·C56=4×6=24种不同的抽调方法.解答有限制条件的组合问题的基本方法是“直接法”和“间接法(排除法)”,其中用直接法求解时,应依据“特殊元素优先安排”的原则,即优先安排特殊元素,再安排其他元素.而选择间接法的原则是“正难则反”,也就是若正面问题分类较多、较复杂或计算量较大时,不妨从反面问题入手,试一试看是否简单些,特别是涉及“至多”、“至少”等组合问题时更是如此.此时正确理解“都不是”、“不都是”、“至多”、“至少”等词语的确切含义是解决这些组合问题的关键.1.课外活动小组共13人,其中男生8名,女生5名,并且男、女生各指定一名队长,现从中选5人主持某项活动,依下列条件各有多少种选法?(1)只有一名女生当选;(2)两名队长当选;(3)至少有一名队长当选;(4)至多有两名女生当选;(5)既要有队长,又要有女生当选.解:(1)一名女生,四名男生,故共有C15·C48=350(种)选法.(2)将两名队长作为一类,其他11人作为一类,故共有C22·C311=165(种)选法.(3)直接法:至少有一名队长当选含有两类情况:只有一名队长当选和两名队长都当选,故共有C12·C411+C22·C311=825(种)选法.间接法:共有C513-C511=825(种)选法.(4)至多有两名女生当选含有三类情况:有两名女生当选,只有一名女生当选,没有女生当选.故共有C25·C38+C15·C48+C58=966(种)选法.(5)分两类:第一类女队长当选:C412种;第二类女队长不当选:(C14·C37+C24·C27+C34·C17+C44)种.故共有C412+C14·C37+C24·C27+C34·C17+C44=790(种)选法.[例2](1)经过这9个点,可确定多少条直线?(2)以这9个点为顶点,可确定多少个三角形?(3)以这9个点为顶点,可以确定多少个四边形?[解]法一:(直接法)(1)可确定直线C44+C14C15+C25=31(条).(2)可确定三角形C24C15+C14C25+C35=80(个).(3)可确定四边形C24C25+C14C35+C45=105(个).法二:(间接法)(1)可确定直线C29-C24+1=31(条)(2)可确定三角形C39-C34=80(个).(3)可确定四边形C49-C44-C34C15=105(个).解答几何组合应用题的思考方法与一般的组合应用题基本一样,只要把图形隐含的条件视为组合应用题的限制条件即可.计算时可用直接法,也可用间接法,要注意在限制条件较多的情况下,需要分类计算符合题意的组合数.2.已知M,N是两个平行平面,在M内取4个点,在N内取5个点,这9个点中再无其他4点共面,则(1)这些点最多能确定几个平面?(2)以这些点为顶点,能作多少个三棱锥?解:法一:直接法:(1)在平面M内取2个点有C24种方法,在平面N内取1个点有C15种方法,这3个点肯定不共线,可构成C24C15个平面;在平面M内取1个点,在平面N内取2个点,可构成C14C25个平面,再有就是M、N这两个平面.共有C24C15+C14C25+2=72个平面;(2)在平面M内取3个点有C34种方法,在平面N内取1个点有C15种方法,这4个点可构成C34C15个三棱锥;在平面M内取2个点,在平面N内取2个点;还可以在平面M内取1个点,在平面N内取3个点.可构成C34C15+C24C25+C14C35=120个三棱锥.法二:排除法:(1)从9个点中任取3个点的方法有C39种,其中从平面M内4个点中任取3个点,即C34种,从平面N内5个点中任取3个点,即C35种,这C34及C35表示的都仅仅是平面M及平面N.能构成C39-C34-C35+2=72个平面;(2)从9个点中任取4个点的方法C49中去掉从平面M内4个点取4个及从平面N内5个点任取4个点这两类构不成三棱锥(仅是平面M或平面N)的情况.能构成C49-C44-C45=120个三棱锥.[例3]有5别符合下列条件的选法数:(1)有女生但人数必须少于男生;(2)某女生一定担任语文科代表;(3)某男生必须包括在内,但不担任数学科代表;(4)某女生一定要担任语文科代表,某男生必须担任科代表,但不担任数学科代表.[解](1)先选后排,先选可以是2女3男,也可以是1女4男,先选有C35C23+C45C13种,后排有A55种,共(C35C23+C45C13)·A55=5 400种.(2)除去该女生后,先选后排有C47·A44=840种.(3)先选后排,但先安排该男生有C47·C14·A44=3 360种.(4)先从除去该男生该女生的6人中选3人有C36种,再安排该男生有C13种,其余3人全排有A33种,共C36·C13·A33=360种.解决排列、组合综合问题要遵循两个原则:(1)按事情发生的过程进行分步;(2)按元素的性质进行分类.解决时通常从三个途径考虑;①以元素为主考虑,即先满足特殊元素的要求,再考虑其他元素;②以位置为主考虑,即先满足特殊位置的要求,再考虑其他位置;③先不考虑附加条件,计算出排列或组合数,再减去不合要求的排列或组合数.3.有4个不同的球,4个不同的盒子,把球全部放入盒子内.(1)共有几种放法?(2)恰有1个空盒,有几种放法?(3)恰有2个盒子不放球,有几种放法?解:(1)44=256(种).(2)先从4个小球中取2个放在一起,有C24种不同的取法,再把取出的两个小球与另外2个小球看作三堆,并分别放入4个盒子中的3个盒子里,有A34种不同的放法.根据分步乘法计数原理,不同的放法共有C24A34=144(种).(3)恰有2个盒子不放球,也就是把4个不同的小球只放入2个盒子中,有两类放法;第一类,1个盒子放3个小球,1个盒子放1个小球,先把小球分组,有C34种,再放到2个小盒中有A24种放法,共有C34A24种放法;第二类,2个盒子中各放2个小球有C24C24种放法,故恰有2个盒子不放球的方法共有C34A24+C24C24=84(种).五位数有多少个?[解]法一:直接法把从5个偶数中任取2个分为两类:(1)不含0的:由3个奇数和2个偶数组成的五位数,可分两步进行:第1步,选出3奇2偶的数字,方法有C35C24种;第2步,对选出的5个数字全排列有A55种方法.故所有适合条件的五位数有C35C24A55个.(2)含有0的:这时0只能排在除首位(万位)以外的四个位置中的一个,有A14种排法;再从2,4,6,8中任取一个,有C14种取法,从5个奇数数字中任取3个,有C35种取法,再把取出的4个数全排列有A44种方法,故有A14C14C35A44种排法.根据分类加法计数原理,共有C35C24A55+A14C14C35A44=11 040个符合要求的数.法二:间接法如果对0不限制,共有C35C25A55种,其中0居首位的有C35C14A44种.故共有C35C25A55-C35C14A44=11 040个符合条件的数.1.甲、乙、丙三位同学选修课程,从4门课程中,甲选修2门,乙、丙各选修3门,则不同的选修方案共有()A.36种B.48种C.96种D.192种解析:选C完成这件事情可用分步计数原理,有C24C34C34=96种.2.某中学从4名男生和3名女生中推荐4人参加社会公益活动,若选出的4人中既有男生又有女生,则不同的选法共有()A.140种B.120种C.35种D.34种解析:选D若选1男3女有C14C33=4种;若选2男2女有C24C23=18种;若选3男1女有C34C13=12种,所以共有4+18+12=34种不同的选法.3.某校开设A类选修课3门,B类选修课4门,一位同学从中选3门,若要求两类课程中各至少选一门,则不同的选法共有()A.30种B.35种C.42种D.48种解析:选A法一:选修1门A类,2门B类课程的选法有C13C24种;选修2门A 类,1门B类的课程的选法有C23C14种.故选法共有C13C24+C23C14=18+12=30(种).法二:从7门选修课中选修3门的选法有C37种,其中3门课都为A类的选法有C33种,都为B类的选法有C34种,故选法共有C37-C33-C34=30(种).4.7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:第1步,从7名志愿者中选出3人在周六参加社区公益活动,有C37种不同的选法;第2步,从余下的4人中选出3人在周日参加社区公益活动,有C34种不同的选法.根据分步乘法计数原理,共有C37C34=140种不同的安排方案.答案:1405.从4台甲型和5台乙型电视机中任选3台,其中至少有甲型和乙型电视各一台,则不同的取法有______种.解析:分为两类:第一类,选出的3台电视机有2台甲型1台乙型有C24C15种选法;第二类,选出的3台电视机有1台甲型2台乙型有C14C25种选法;根据分类加法计数原理共有C24C15+C14C25=70种.答案:706.某车间有11名工人,其中5名钳工,4名车工,另外2名既能当车工又能当钳工,现在要从这11名工人中选4名钳工,4名车工修理一台机床,则有多少种选法?解:分三类:第一类,选出的4名钳工中无“多面手”,此时选法有C45C46=75(种);第二类,选的4名钳工中有1名“多面手”,此时选法为C12C35C45=100(种);第三类,选的4名钳工中有2名“多面手”,此时选法为C22C25C44=10(种).由分类加法计数原理,得不同的选法共有75+100+10=185(种).一、选择题1.某班共有10名任课教师,其中4名男教师,6名女教师.教师节这天要表彰一位男教师和一位女教师,不同的表彰方法有()A.12种B.30种C.15种D.24种解析:选D分两步:第一步先选女教师,有C16种选法;第二步选男教师,有C14种选法,共有C16·C14=24种选法.2.以一个正三棱柱的顶点为顶点的四面体有()A.6个B.12个C.18个D.30个解析:选B从6个顶点中任取4个有C46=15种取法,其中四点共面的有3个,所以满足题意的四面体有15-3=12个.3.将5名同学分成甲、乙、丙3个小组,若甲组至少两人,乙、丙组至少各一人,则不同分组方案的种数为()A.180 B.120C.80 D.60解析:选C由题意可得不同的组合方案种数为C25C23A22+C35C12=80.4.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:选D 从7人中选4人,共有C 47=35种选法,4人全是男生的选法有C 44=1种.故4人中既有男生又有女生的选法种数为35-1=34.二、填空题5.从5名志愿者中选派4人在星期五、星期六、星期日参加公益活动,每人一天,要求星期五有一人参加,星期六有两人参加,星期日有一人参加,则不同的选派方法共有________种.解析:5人中选4人则有C 45种,周五一人有C 14种,周六两人则有C 23,周日则有C 11种,故共有C 45×C 14×C 23=60(种).答案:606.5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C 13C 12A 22=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C 12C 23A 33=36种排法.故共有12+36=48种排法.答案:487.将0,1,2,3,4,5这六个数字,每次取三个不同的数字,把其中最大的数字放在百位上排成三位数,这样的三位数有________个.解析:先选取三个不同的数有C 36种方法,然后将其中最大的数放在百位上,另外两个不同的数放在十位或个位上,有A 22种排法.故共有C 36·A 22=40(个)三位数. 答案:408.某公司为员工制定了一项旅游计划,从7个旅游城市中选择5个进行游览.如果M ,N 为必选城市,并且在浏览过程中必须按先M 后N 的次序经过M ,N 两城市(M ,N 两城市可以不相邻),则不同的游览线路种数是______.解析:先M 后N 的次序和先N 后M 的次序各占总数的12.通过分析,我们可以得到不同的游览线路种数为12C 22C 35A 55=600.答案:600三、解答题9.3名男同志和3名女同志到4辆不同的公交车上服务,(1)若每辆车上都需要人但最多安排男女各一名,有多少种安排方法?(2)若男女各包2辆车,有多少种安排方法?解:(1)先将3名男同志安排到车上有A34种方法,在未安排男同志的那辆车安排女同志有C13种方法,还有2个女同志有A23种安排方法,故共有A34C13A23=432(种)安排方法.(2)男同志分2组有C23种方法,女同志分2组有C23种方法,将4组安排到4辆车上有A44种方法,故共有C23C23A44=216(种)安排方法.10.有五张卡片,它们的正、反面分别写0与1,2与3,4与5,6与7,8与9.将其中任意三张并排放在一起组成三位数,共可组成多少个不同的三位数?解:法一:(直接法)从0与1两个特殊值着眼,可分三类:(1)取0不取1,可先从另四张卡片中选一张作百位,有C14种方法;0可在后两位,有C12种方法;最后需从剩下的三张中任取一张,有C13种方法;又除含0的那张外,其他两张都有正面或反面两种可能,故此时可得不同的三位数有C14C12C13·22个.(2)取1不取0,同上分析可得不同的三位数C24·22·A33个.(3)0和1都不取,有不同的三位数C34·23·A33个.综上所述,共有不同的三位数:C14·C12·C13·22+C24·22·A33+C34·23·A33=432(个).法二:(间接法)任取三张卡片可以组成不同的三位数C35·23·A33个,其中0在百位的有C24·22·A22个,这是不合题意的,故共有不同的三位数:C35·23·A33-C24·22·A22=432(个).。
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1.虚数单位i
(1)i2=-1(即-1的平方根是±i).
(2)实数可以与i进行四则运算,进行运算时原有的加、乘运算律仍然成立.
(3)i的幂具有周期性:i4n=1,i4n+1=i,i4n+2=-1,i4n+3=-i(n∈N+),则有i n+i n+1+i n+2+i n+3=0(n∈N+).
2.复数的分类
复数a+b i,(a,b∈R)错误!
3.共轭复数
设复数z的共轭复数为z,则
(1)z·z=|z|2=|z|2;
(2)z为实数⇔z=z;z为纯虚数⇔z=-z.
4.复数相等的条件
复数相等的充要条件为a+b i=c+d i⇔a=c,b=d(a,b,c,d∈R).特别地,a+b i=0⇔a=b=0(a,b∈R).
5.复数的运算
(1)加法和减法运算:(a+b i)±(c+d i)=(a±c)+(b±d)i(a,b,c,d∈R).
(2)乘法和除法运算:复数的乘法按多项式相乘进行运算,即(a+b i)(c+d i)=(ac-bd)+(ad+bc)i;复数除法是乘法的逆运算,其实质是分母实数化.
[例1]复数z=log3(x22
(1)z∈R?(2)z为虚数?(3)z为纯虚数?
[解](1)∵一个复数是实数的充要条件是虚部为0,
∴错误!
由②得x =4,经验证满足①式.
∴当x =4时,z ∈R.
(2)∵一个复数是虚数的充要条件是虚部不等于0,
∴错误!
解得⎩⎪⎨⎪⎧ x>3+212或x<3-212,x>3且x≠4,
即3+212<x <4或x >4. ∴当3+212
<x <4或x >4时,z 为虚数.
(3)∵一个复数是纯虚数的充要条件是其实部为0且虚部不为0,
∴错误!
解得⎩⎪⎨⎪⎧
x =-1或x =4,x>3且x≠4.无解. ∴复数z 不可能是纯虚数.
解决此类问题的关键是正确理解复数的分类与复数的实部和虚部之间的关系,另外要注意某些函数的定义域.
1.若复数z =a +2i 1+i
+(2-i)为纯虚数,求实数a . 解:∵z =a +2i 1+i
+(2-i)=错误!+(2-i) =错误!+(2-i)
=a +62-a 2
i 为纯虚数, ∴a +62
=0,即a =-6. 2.已知z =
x -i 1-i (x >0),且复数ω=z (z +i)的实部减去它的虚部所得的差等于-32,求ω·ω.。