专题 排列组合二项式定理-2020年高考数学(理)二轮专项复习
2020高考数学复习名题选萃 排列、组合、二项式定理
2020高考数学复习名题选萃 排列、组合、二项式定理一、选择题1.小圆圈表示网络的结点,结点之间的连线表示它们有网线相联.连线标注的数字表示该段网线单位时间内可以通过的最大信息量.现从结点A 向结点B 传递信息,信息可以分开沿不同的路线同时传递.则单位时间内传递的最大信息量为[ ]A .26B .24C .20D .192.计划在某画廊展出10幅不同的画,其中1幅水彩画,4幅油画,5幅国画,排成一行陈列,要求同一品种的画必须连在一起,并且水彩画不放在两端,那么不同的陈列方式有[ ]AB CD .·种.··种.··种.··种P P P P P P P P P P P 44553344553144552244553.用1、2、3、4、5这五个数字,组成没有重复数字的三位数,其中偶数共有[ ]A .24个B .30个C .40个D .60个4.四面体的顶点和各棱中点共10个点,在其中取4个不共面的点,不同的取法共有[ ]A .150种B .147种C .144种D .141种 5.3名医生和6名护士被分配到3所学校为学生体检,每校分配1名医生和2名护士,不同的分配方法共有[ ]A .90种B .180种C .270种D .540种6(2x )a a x a x a x a x (a a a )4012233440242.若+=++++,则++3-(a 1+a 3)2的值为[ ]A .1B .-1C .0D .2二、填空题7.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,那么不同的出场安排共有________种(用数字作答).8.在(3-x)7的展开式中,x 5的系数是________.(用数字作答)9.圆周上有2n 个等分点(n >1),以其中三个点为顶点的直角三角形的个数为________.10.若(x +1)n =x n +…+ax 3+bx 2+1(n ∈N),且a ∶b =3∶1,那么n =________. 11.从6台原装计算机和5台组装计算机中任意选取5台,其中至少有原装与组装计算机各2台,则不同的选法有________种(结果用数值表示).12.正六边形的中心和顶点共7个点,以其中3个点为顶点的三角形共有________个(用数字作答).13.在(1+x)6(1-x)4的展开式中,x 3的系数是________(结果用数值表示). 14.有8本互不相同的书,其中数学书3本,外文书2本,其它书3本.若将这些书排成一列放在书架上,则数学书恰好排在一起,外文书也恰好排在一起的排法共有________种(结果用数值表示).15x a 3.已知的展开式中的系数为,常数的值为.()a x x 249916.从集合{0,1,2,3,4,5,7,11}中任取3个元素分别作直线方程Ax +By +C =0中的A 、B 、C ,所得经过坐标原点的直线有________条(结果用数值表示).17.(x +2)10(x 2-1)的展开式中x 10的系数为________(用数字作答).18n (1)x n n 3.设是一个自然数,+的展开式中的系数为,则x n 116=________.19.在一块并排10垄的田地中,选择2垄分别种植A 、B 两种作物,每种作物种植一垄.为有利于作物生长,要求A 、B 两种作物的间隔不小于6垄,则不同的选垄方法共有________种(用数字作答).20(x )x 355.在+的展开式中,含项的系数为.22x三、解答题21.已知i ,m ,n 是正整数,且1<i ≤m <n .(1)n P m P i m ii n i 证明<;(2)证明(1+m)n >(1+n)m .参考答案提示一、选择题1.D 2.D 3.A 4.D 5.D 6.A提示:6.本小题考查二项式定理的有关知识.解法1:由二项式定理,+=++++.则++=++=,+=.++-+=-=-=.解法:令=,得+=++++.(2x x)9243x 72x 323x 16x a a a 9721697a a 563(a a a (a a )97(563)9409940812x 1(23)a a a a a 424024130241322240123432)令=-,得-=-+-+.所以++-+=++++++--=+·-=+-=x 1(23)aa a a a a (a a a )(a a )(a a a a a )(a a a a a )(23)(23)[(23)(23)]140123402421320241302413444 二、填空题7.252 8.-189 9.2n(n -1) 10.11 11.350 12.32 13.-8 14.1440 15.4 16.30 17.179 18.419.12.提示:解法1:若A 、B 之间间隔6垄,如果A 在左,B 在右,A 的左边可以有2垄、1垄、0垄,相应B 的右边有0垄、1垄、垄.、还可以交换位置,所以这样的选垄方法有种.若2A B 3P 22A种.若 A 、B 之间间隔7垄,若A 在左,B 在右,A 的左边可以有1垄、垄,、可以交换位置,这样共有种选垄方法.若、0A B 2P A 22 B 8P 3P 2P P 22222222之间间隔垄,有种选垄方法.共有不同的选垄方法++=12(种).解法2:用插空的方法.中间的6垄与两旁的A 、B 两垄先排好,A 的两边有2个空,B 的两边有2个空,这4个空选2个空种植其他2垄,、有顺序,所以共有种不同的选垄方法A B C P 42222040T C (x )(2x )C 2x 155r 5r 2T C 240r 15r3542r 5rr 155r 3522..提示:本小题考查二项式定理的知识.解:==··,由题意-=,得=,的系数为·=+--三、解答题 21.(略)。
2020年高考数学(理)二轮复习命题考点串讲系列-专题19 排列、组合、二项式定理(含答案解析)
2020年高考数学(理)二轮复习命题考点串讲系列-专题19 排列、组合、二项式定理1、考情解读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.2、重点知识梳理 1.两个重要公式 (1)排列数公式 A m n =n !n -m !=n (n -1)(n -2)…(n -m +1)(n ,m ∈N *,且m ≤n ).(2)组合数公式 C m n =n !m !n -m !=nn -1n -2…n -m +1m !(n ,m ∈N *,且m ≤n ).2.三个重要性质和定理 (1)组合数性质①C m n =C n -m n (n ,m ∈N *,且m ≤n );②C m n +1=C m n +C m -1n (n ,m ∈N *,且m ≤n );③C 0n =1. (2)二项式定理(a +b )n =C 0n a n +C 1n a n -1b 1+C 2n a n -2b 2+…+C k n a n -k ·b k +…+C n n b n ,其中通项T r +1=C r n an -r b r . (3)二项式系数的性质①C 0n =C n n ,C 1n =C n -1n ,…,C r n =C n -r n ;②C 0n +C 1n +C 2n +…+C n n =2n;③C 1n +C 3n +C 5n +…=C 0n +C 2n +C 4n +…=2n -1. 3、高频考点突破 考点1 排列与组合例1.【2017课标II ,理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,则不同的安排方式共有( )A .12种B .18种C .24种D .36种 【答案】D【变式探究】【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443A 72 ,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个解析 由题意,首位数字只能是4,5,若万位是5,则有3×A 34=72个;若万位是4,则有2×A 34个=48个,故40 000大的偶数共有72+48=120个.选B.答案 B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 +a 2+a 3+a 4+a 5)(1+b 5)(1+c )5B .(1+a 5)(1+b +b 2+b 3+b 4+b 5)(1+c )5C .(1+a )5(1+b +b 2+b 3+b 4+b 5)(1+c 5)D .(1+a 5)(1+b )5(1+c +c 2+c 3+c 4+c 5)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 +a 2+a 3+a 4+a 5)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+b 5)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 +a 2+a 3+a 4+a 5)(1+b 5)(1+c )5,故选A.答案 A【变式探究】设集合A ={(x 1,x 2,x 3,x 4,x 5)|x i ∈{-1,0,1},i =1,2,3,4,5},那么集合A 中满足条件“1≤|x 1|+|x 2|+|x 3|+|x 4|+|x 5|≤3”的元素个数为( )A .60B .90C .120D .130答案 D考点三 二项展开式中项的系数例3.【2016年高考北京理数】在6(12)x 的展开式中,2x 的系数为__________.(用数字作答)【答案】60.【解析】根据二项展开的通项公式16(2)r r r r T C x +=-可知,2x 的系数为226(2)60C -=。
专题14 排列组合、二项式定理--2020届全国卷高考数学真题分类汇编含答案
专题14排列组合、二项式定理研究发现,课标全国卷的试卷结构和题型具有一定的稳定性和延续性,每个题型考查的知识点、考查方法、考查角度、思维方法等相对固定,掌握了全国卷的各种题型,就把握了全国卷命题的灵魂,基于此,潜心研究全国Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ卷及高考数学考试说明,精心分类汇总至少最近三年全国卷的所有题型(按年份先理后文的排列),对把握全国卷命题的方向,指导我们的高考有效复习,走出题海,快速提升成绩,会起到事半功倍的效果。
排列组合二项式定理——近3年排列组合二项式定理考了7道小题,(3道排列组合,4道二项式定理)二项式定理出现较多,这一点很合理,因为排列组合可以在概率统计和分布列中考查,排列组合出现的考题难度不大,无需投入过多时间(无底洞),而且排列组合难题无数,只要处理好两个理(分类加法原理、分步乘法原理)及分配问题,掌握好分类讨论思想即可!二项式定理“通向问题”出现较多。
该项内容对文科考生不作要求。
1.(2018年普通高等学校招生统一考试新课标Ⅰ卷数学(理15))从2位女生,4位男生中选3人参加科技比赛,且至少有1位女生入选,则不同的选法共有种.(用数字填写答案)【答案】见解析。
【考点】D9:排列、组合及简单计数问题.【专题】11:计算题;38:对应思想;4O:定义法;5O:排列组合.【分析】方法一:直接法,分类即可求出,方法二:间接法,先求出没有限制的种数,再排除全是男生的种数.【解答】解:方法一:直接法,1女2男,有C21C42=12,2女1男,有C22C41=4根据分类计数原理可得,共有12+4=16种,方法二,间接法:C63﹣C43=20﹣4=16种,故答案为:16【点评】本题考查了分类计数原理,属于基础题2.(2017年普通高等学校招生统一考试新课标Ⅰ卷数学(理6))(1+)(1+x)6展开式中x2的系数为()A.15 B.20 C.30 D.35【考点】DA:二项式定理.【专题】35:转化思想;4R:转化法.【分析】直接利用二项式定理的通项公式求解即可.【解答】解:(1+)(1+x)6展开式中:若(1+)=(1+x﹣2)提供常数项1,则(1+x)6提供含有x2的项,可得展开式中x2的系数:若(1+)提供x﹣2项,则(1+x)6提供含有x4的项,可得展开式中x2的系数:由(1+x)6通项公式可得.可知r=2时,可得展开式中x2的系数为.可知r=4时,可得展开式中x2的系数为.(1+)(1+x)6展开式中x2的系数为:15+15=30.故选:C.【点评】本题主要考查二项式定理的知识点,通项公式的灵活运用.属于基础题.3.(2016年普通高等学校招生统一考试新课标Ⅰ卷数学(理14))(2x+)5的展开式中,x3的系数是.(用数字填写答案)【答案】见解析。
专题10 排列组合二项式定理-2020年高考数学(理)二轮专项复习
专题10排列组合二项式定理排列、组合与二项式定理是高中数学中内容相对独立的一个部分,排列、组合的知识为概率与统计中的计数问题提供了一定的方法.这部分内容的试题有一定的综合性与灵活性,要注意与其他数学知识的联系,注意与实际生活的联系.通过对典型例题的分析,总结思维规律,提高解题能力.§10-1排列组合【知识要点】1.分类计数原理与分步计数原理.2.排列与组合.⋅=-=-=m n mn mn m nA A m n m n C m n n A )!(!!,)!(!3.组合数的性质:(1)mn nmn C C -=;(2)11-++=m nm n m n C C C .【复习要求】理解和掌握分类计数与分步计数两个原理.在应用分类计数原理时,要注意“类”与“类”之间的独立性和等效性,在应用分步计数原理时,要注意“步”与“步”之间的相关性和连续性.熟练掌握排列数公式和组合数公式,注意题目的结构特征和联系;掌握组合数的两个性质,并应用于化简、计算和论证.正确区别排列与组合的异同,体会解计数问题的基本方法,正确处理附加的限制条件.【例题分析】例1有3封信,4个信筒.(1)把3封信都寄出,有多少种寄信方法?(2)把3封信都寄出,且每个信筒中最多一封信,有多少种寄信方法?【分析】(1)分3步完成寄出3封信的任务:第一步,寄出1封信,有4种方法;第二步,再寄出1封信,有4种方法;第三步,寄出最后1封信,有4种方法,完成任务.根据分步计数原理,共有4×4×4=43=64种寄信方法.(2)典型的排列问题,共有34A=24种寄信方法.例2在一块并排10垄的田地中,选择2垄分别种植A,B两种作物,每种作物种植1垄,为有利于作物生长,要求A,B两种作物的间隔不小于6垄,则不同的种植方法共有______种.解:设这10垄田地分别为第1垄,第2垄,…,第10垄,要求A,B两垄作物的间隔不少于6垄,所以第一步选垄的方式共有(1,8),(1,9),(1,10),(2,9),(2,10),(3,10)这6种选法,第二步种植两种作物共有22A=2种种植法,所以共有6×2=12种选垄种植方法.【评述】排列组合是解决计数问题的一种重要方法.但要注意,计数问题的基本原理是分步计数原理和分类计数原理,是最普遍使用的,不要把计数问题等同于排列组合问题.对某些计数问题,当运用公式很难进行时,适时采取原始的分类枚举方法往往是最好的.如例2.在具体的计数问题的解决过程中,需要决策的是,这个计数问题需要“分步”还是“分类”完成,再考虑这个计数问题是排列问题、组合问题还是一般的计数问题.如例1的两个问题.例3某电子表以6个数字显示时间,例如09:20:18表示9点20分18秒.则在0点到10点之间,此电子表出现6个各不相同数字来表示时间的有______次.【分析】分步来确定电子表中的六个数字如下:第一步:确定第一个数字,只能为0,只有1种方法;第二步:确定第三位数字,只能为0至5中的一个数(又不能与首位相同),所以只有5种方法;第三步:确定第五位数字,也只能为0至5中的一个数(又不能与首位,第三位相同),所以只有4种方法;第四步:确定剩下三位数字,0至9共10个数字已用了3个,剩下的7个数字排列在2,4,6位共有37A种排法.由分步计数原理得:1×5×4×37A=4200种.【评述】做一件事情分多步完成时,我们一般先做限制条件较大的一步,如本题中,首位受限条件最大,其次为三、五位,所以我们先排首位,再排三、五位,最后排其他位.例47个同学站成一排,分别求出符合下列要求的不同排法的种数.(1)甲站在中间;(2)甲、乙必须相邻;(3)甲在乙的左边(但不一定相邻);(4)甲、乙、丙相邻;(5)甲、乙、丙两两不相邻;解:(1)甲站在中间,其余6名同学任意排列,故不同排法有66A =720.(2)第一步:先把甲、乙捆绑,视为一个元素,连同其余5个人全排列,共有66A 种排法;第二步:给甲、乙松绑,有22A 种排法,此题共有66A 22A =1440种不同排法.(3)在7名同学站成一排的77A 种排法中,“甲左乙右”与“甲右乙左”的站法是一一对应的,各占一半,因此甲站在乙的左边(不要求相邻)的不同排法共有77A ÷2=2520种.(4)先把甲、乙、丙视为一个元素,连同其余4名同学共5个元素的全部排列数有55A 种,再结合甲、乙、丙3个人之间的不同排列有33A 种,此题的解为:55A 33A =720.(5)先让除甲、乙、丙外的4个人站好,共有44A 种站法,让甲、乙、丙3人插空,由于4个人形成5个空位,所以甲、乙、丙共有35A 种站法,此题答案14403544 A A .【评述】当要求某几个元素排在一起时,我们常将这几个元素捆绑在一起作为一个元素与其他元素进行排列如例4(2),(4).当要求某几个元素不相邻时,我们常常先排其他元素,然后再将这几个元素排在已排好的其他元素的空中如例4(5).例54个不同的球,4个不同的大盒子,把球全部放入盒内,恰有一个盒不放球,共几种放法?【分析】先将4个球分成3组,共有624=C 种分组方法;再将3组球放在4个盒子里,是排列问题,有=34A 24种方法,所以,共有1443424=A C 种不同的放球方法.【评述】类似这种装球问题采取先分组后装球的方法比较好.例6某班组有10名工人,其中4名是女工.从这10个人中选3名代表,其中至少有一名女工的选法有多少种?解法1:至少有一名女工的情形有三类:1名女工和2名男工;2名女工和1名男工;3名女工,把这3类选法加在一起,共有1003416242614=++C C C C C 种不同的选法.解法2:与“至少有一名女工”选法相对立的是“没有女工”的选法,从所有的选法中除去“没有女工”的选法,剩下的即为所求,共有10036310=-C C .【评述】当涉及“至少”或“至多”的问题时,从大的方向看我们常常是对其分类讨论,运用分类计数原理解决问题,当然,也可以考虑问题的对立面再用减法进行计算.例7如图,用六种不同的颜色给图中的4个格子涂色,每个格子涂一种颜色,要求相邻的两个格子颜色不同,且两端的格子的颜色也不同,则不同的涂色方法共有多少种?【分析】如果按从左至右的顺序去涂色,当涂到第4个格子时会发现,第三个格子的颜色与第一个格子的颜色是否相同决定着第4个格子有几种涂色方法,即如果第三个格子的颜色与第一个格子的颜色是否相同是不确定的,则第四个格子的涂色情况不定.于是,我们要按照1、3两个格子颜色相同和不相同两种情况分类来处理这个计数问题.解:1、3两个格子颜色相同时,按分步计数原理,有6×5×1×5=150种方法;1、3两个格子颜色不相同时,按分步计数原理,有6×5×4×4=480种方法.所以,共有不同的涂色方法630种.例8四面体的顶点和各棱中点共10个点,取4个不共面的点,不同取法有多少种?【分析】没有限制地从10个点中选出4个点,共有410C 种不同选法,除去4点共面的选法即可.4点共面的选法有3类.(1)4个点在四面体A -BCD 的某一个面上,共有464C 种共面的情况.(2)过四面体的一条棱上的3个点及对棱的中点,如图中点A ,E ,B ,G 平面,共计有6种共面的情况.(3)过四面体的四条棱的中点,而且与一组对棱平行的平面,如图E ,F ,G ,H 平面,此类选法共有3种.综上,符合要求的选法共有141)364(46410=++⨯-C C 种.例9在给出的下图中,用水平或垂直的线段连结相邻的字母,按这些线段行走时,正好拼出“竞赛”即“CONTEST ”的路线共有多少条?【分析】“CONTEST ”的路线的条数与“TSETNOC ”路线的条数相同,如下右图,从左下角的T 走到边上的C 共有6步,每一步都有2种选择,由分步计数原理,所以下图中,“TSETNOC ”路线共有26=64条.所以本题的答案为64×2-1=127.【评述】例9的这种计数的方法常称之为对应法计数,它的理论基础为:如果两个集合之间可以建立一对一的对应关系,那么这两个集合的元素的个数相同.借助这个原理,如果一个集合元素的个数不好计算时,我们将其转化为求另一个集合元素的个数不失为一种较好的方法.例10(1)计算59694858A A A A -+的值;(2)计算nn nnC C 321383+-+的值;(3)证明:mn m nm n A mA A 11+-=+.(1)解:275!93!85!9!94!8!84!4!9!3!9!4!8!3!859694858=⨯⨯=-⨯+⨯=-+=-+A A A A .(2)解:注意到mn C 中的隐含条件:n ≥m ,m ∈N ,n ∈N *,有⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥+≥->-≥,321,038,03,383n n n n n n 解得221219≤≤n ,所以n =10.所以,46613123030312830=+=+C C C C .(3)证明:)!1(!)!1(!)1()!1(!)!(!1+-++-+-=+-+-=+⋅⋅-m n n m m n n m n m n n m m n n mA A m nm n m n A m n n m n n m n n m m n n m n 1]!)1[()!1()!1()!1()!1(!)!1(!)1(+=-++=+-+=+-++-+-=⋅⋅.【评述】对于含排列组合式的恒等式证明及计算问题常用的方法有两种,一种是运用排列组合数的计算公式转化为代数恒等式的证明及代数式求值问题,另一种是运用组合数的一些性质进行计算及证明.常用的组合数的性质有:(1)mn nmn C C -=;(2)11-++=m nm n m n C C C ;(3)nn n n n n C C C C 2210=++++ ;(4) ++=++312n n n n C C C C .练习10-1一、选择题1.5位同学报名参加两个课外活动小组,每位同学限报其中的一个小组,则不同的报名方法共有()(A)10种(B)20种(C)25种(D)32种2.某班新年联欢会原定的5个节目已排成节目单,开演前又增加了两个新节目.如果将这两个节目插入原节目单中,那么不同插法的种数为()(A)42(B)30(C)20(D)123.四面体的一个顶点为A ,从其他顶点与棱的中点中取3个点,使它们和点A 在同一平面上,不同的取法有()(A)30种(B)33种(C)36种(D)39种4.某电脑用户计划用不超过500元的资金购买单价分别为60元、70元的单片软件和盒装磁盘,根据需要,软件至少买3片,磁盘至少买2盒,则不同的选购方式有()(A)5种(B)6种(C)7种(D)8种5.下列等式中正确的是()(1)11--=k n kn nC kC ;(2)111111+++=+k n k n C n C k ;(3)kn k nC k k n C 11+-=+;(4)kn k n C n k C 1111++=++.(A)(1)(2)(B)(1)(2)(3)(C)(1)(3)(D)(2)(3)(4)6.有两排座位,前排11个座位,后排12个座位,现安排2人就座,规定前排中间的3个座位不.能坐,并且这2人不左右相邻,那么不同排法的种数是()(A)234种(B)346种(C)350种(D)363种二、填空题7.从集合{0,1,2,3,5,7,11}中任取3个元素分别作为直线方程Ax +By +C =0中的A 、B 、C ,所得的经过坐标原点的直线有______条.(结果用数值表示)8.用数字0,1,2,3,4,5可以组成没有重复数字,并且比20000大的五位偶数共有______.9.马路上有12盏灯,为了节约用电,可以熄灭其中3盏灯,但两端的灯不能熄灭,也不能熄灭相邻的两盏灯,那么熄灯方法共有______种.10.将标号为1,2,…,10的10个球放入标号为1,2,…,10的10个盒子内,每个盒内放一个球,则恰好有3个球的标号与其所在盒子的标号不一致的放入方法共有______种.(以数字作答)11.从集合{O ,P ,Q ,R ,S }与{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}中各任取2个元素排成一排(字母和数字均不能重复),每排中字母O ,Q 和数字0至多只能出现一个的不同排法种数是______.(用数字作答)12.8个相同的球放进编号为1、2、3的盒子里,则放法种数为______.(以数值作答)§10-2二项式定理【知识要点】1.二项式定理:nn n r r n r n n n n n nn nb C b a C b a C b a C a C b a ++++++=+--- 22211)(.2.通项公式:r r n r n r b aC T -+=1,3.0n C ,1n C ,2n C ,…,rn C ,…,nn C 称为二项式系数,4.二项展开式的系数的性质:n n n n n n C C C C 2210=++++ ; ++=++3120n n n n C C C C .【复习要求】会求二项展开式中适合某种特殊条件的项;了解利用二项式定理进行近似计算,证明与组合数有关的等式或整数(整式)的整除性的方法.【例题分析】例1在二项式52)1(xx -的展开式中,含x 4的项的系数是______.解:r r r r rr r x C xx C T 31055251)1()1()(--+-=-=,令10-3r =4,得r =2,所以x 4项的系数是10)1(225=-C .例2(1)若(1+x )n 的展开式中,x 3的系数是x 系数的7倍,求n 的值;(2)在(2+lg x )8的展开式中,二项式系数最大的项的值等于1120,求x 的值.解:(1)由已知137n n C C =,即n n n n 76)2)(1(=--,整理得n 2-3n -40=0,解得n =8或n =-5(舍).所以n =8.(2)(2+lg x )8的展开式中共有9项,二项式系数最大的项为第5项.由已知,1120)(lg 244485=⋅=⋅x C T ,整理得(lg x )4=1,所以lg x =±1,解得x =10或⋅=101x 例3求100323(+x 的展开式中x 的系数为有理数的项的个数.解:r r r r rr r r x C C T ---+==1003210010031001001·2·3·2()3(,若系数为有理数,则3,2100rr -都必须是整数,即r 应为6的倍数.又0≤r ≤100,所以r 的不同值有17个.所以x 的系数为有理数的项共有17项.例4已知nnx 1(-的展开式中,第3项与第6项的系数互为相反数,求展开式中系数最小的项.解:,1(,)1(1055556422223-----=-==-=n n n n n n n n x C xx C T x C x xC T 由已知25n n C C =,所以n =7.所以第4项系数最小,.351(37337374x x C xxC T -=-=-=-【评述】通项公式r rn r n r b aC T -+=1是二项式定理中常用的一个公式,要熟练掌握,同时注意系数、上标、下标之间的关系;注意系数、二项式系数的区别,如例2;注意运用通项公式求第3项时,r =2.如例4.例5已知(a 2+1)n 的展开式中的各项系数之和等于52)1516(xx +的展开式的常数项,而(a 2+1)n 的展开式中的系数最大项等于54,求a 的值,解:521516(x x +的展开式的第r +1项.516(1()516(2520555251rr r r r r r xC xx C T ---+==令T r +1为常数项,则20-5r =0,r =4,所以常数项.16516455=⨯=C T 又(a 2+1)n 的展开式中的各项系数之和等于2n ,由题意得2n =16,所以n =4.由二项式系数的性质知,(a 2+1)n 的展开式中的系数最大的项即为二项式系数最大的项,是中间项T 3,所以54424=a C ,解得3±=a .例6已知(1-2x )7=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 7x 7.求:(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:令x =1,则a 0+a 1+a 2+…+a 7=-1.①令x =-1,则a 0-a 1+a 2-a 3+a 4-a 5+a 6-a 7=37.②(1)易知a 0=1,所以a 1+a 2+…+a 7=a 0+a 1+a 2+…+a 7-a 0=-2;(2)(①-②)÷2,得a 1+a 3+a 5+a 7=2317--=-1094;(3)(①+②)÷2,得a 0+a 2+a 4+a 6=2317+-=1093;(4)方法1:因为(1-2x )7的展开式中a 1,a 3,a 5,a 7是负数,a 0,a 2,a 4,a 6是正数,所以|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 7|=a 0+a 2+a 4+a 6-(a 1+a 3+a 5+a 7)=2187.方法2:因为|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 7|表示(1+2x )7的展开式中各项系数的和,令x =1,可得|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 7|=37=2187.【评述】通过给二项式定理中的字母赋值(根据式子的特点,常令字母为1或-1)的方式可以解决二项展开式系数整体求值的问题.例7若多项式x 2+x 10=a 0+a 1(x +1)+a 2(x +1)2+…+a 9(x +1)9+a 10(x +1)10,则a 9=______.【分析】方法1:由于a 0+a 1(x +1)+a 2(x +1)2+…+a 9(x +1)9+a 10(x +1)10=x 2+x 10[-1+(x +1)2]+[-1+(x +1)10]=10101091910)1()1()1(+++-+x C x C ,则10)1(9109-=-=C a .方法2:由于等式左边x 10的系数为1,所以a 10=1,又,等式左边x 9的系数为0,所以0109109=+a C a ,所以a 9=-10.例89291除以100的余数为______.解:190909090)190(9191922909291192920929292+++++=+=⋅⋅⋅⋅C C C C 前面各项均能被100整除,只有末尾两项不能被100整除,81820082811909192+==+⋅C ,所以9192除以100的余数为81.例9求(0.998)5精确到0.001的近似值.解:=-=55)002.01((0.998)990.0)002.0()002.0(2251505÷+-+-+ C C C .【评述】利用二项式定理求余数、求近似值是二项式定理的应用之一.例10设a >1,n ∈N *且n ≥2,求证na a n 11-<-.证明:设x a n =-1,则(x +1)n =a .欲证原不等式,即证nx <(x +1)n -1,其中x >0.)2(111)1(11110≥+=+>++++=+---n nx x C x C x C x C x n n n n n n n n n ,即有(x +1)n >nx +1,得证.例11821)(21(xx x -+的展开式中常数项为______.(用数字作答)解:求821)(21(xx x -+的常数项81(xx -,即求展开式中的常数项及含x -2的项.对于8)1(xx -,r r r r rr r x C xxC T 288881)1(1(--+-=-=.令8-2r =0,即有r =4,70)1(4845=-=C T .令8-2r =-2,即有r =5,22585656)1(---=-=x x C T .所以常数项为70+2×(-56)=-42.练习10-2一、选择题1.若nxx )1(2-的展开式中的所有二项式系数和为512,则该展开式中的常数项为(A)-84(B)84(C)-36(D)362.已知9)2(x x a -的展开式中x 3的系数为49,常数a 的值为()(A)1(B)2(C)4(D)83.在(1+x )5(1-x )4的展开式中,x 3的系数是()(A)4(B)-4(C)8(D)-84.若nC 21与mn C 同时有最大值,则m 的值是()(A)5(B)4或5(C)5或6(D)6或7二、填空题5.(x 2+x1)6的展开式中常数项是______.(用数字作答)6.若(x +1)n =x n +…+ax 3+bx 2+…+1,(n ∈N *),且a ∶b =3∶1,那么n =______.7.(n +1)n +1除以n 2(n >1)的余数为______.8.观察下列等式:2235515-=+C C ,3799591922+=++C C C ,511131391351311322-=+++C C C C ,7151717131791751711722+=++++C C C C C ,……由以上等式推测到一个一般的结论:对于=++++∈+++++1414914514114*,n n n n n C C C C n N ___________.三、解答题9.在(3x +1)n 的展开式中,如果各项系数的和比各项二项式系数的和大992,求n 的值.10.若f (x )=(1+2x )m +(1+3x )n 展开式中x 的系数为13,则x 2的系数为()11.当n ∈N *时,求证:.3)11(2<+≤nn习题10一、选择题1.某校要求每位学生从7门课程中选修4门,其中甲、乙两门课程不能都选,则不同的选课方案有()(A)35种(B)25种(C)20种(D)16种2.将甲、乙、丙、丁四名学生分到三个不同的班,每个班至少分到一名学生,且甲、乙两名学生不能分到同一个班,则不同分法的种数为()(A)18(B)24(C)30(D)363.从单词“equation ”中选取5个不同的字母排成一排,含有“qu ”(其中“qu ”相连且顺序不变)的不同排列共有()(A)120种(B)480种(C)720种(D)840种4.若3)32(+x =332210x a x a x a a +++,则(a 0+a 2)2-(a 1+a 3)2的值为()(A)-1(B)1(C)0(D)25.若nx x )23(32-的展开式中含有非零常数项,则正整数n 的最小值为()(A)10(B)6(C)5(D)36.若)()21(20092009102009R ∈+++=-x xa x a a x ,200920092122aa a a +++ 则的值为()(A)2(B)0(C)-1(D)-2二、填空题7.在(3-x )7的展开式中,x 5的系数是______.(用数字作答)8.从6名男生和4名女生中,选出3名代表,要求至少有一名女生,则不同的选法有______种.9.有6个座位连成一排,现有3人就座,则恰有两个空座位相邻的不同坐法有______种.10.(x -y )10的展开式中,x 7y 3的系数与x 3y 7的系数之和等于______.11.数列a 1,a 2,…,a 7,其中恰好有5个2和2个4,调换a 1至a 7各数的位置,一共可以组成不同的数列(含原数列)______个.12.2010年广州亚运会组委会要从小张、小赵、小李、小罗、小王五名志愿者中选派四人分别从事翻译、导游、礼仪、司机四项不同工作,若其中小张和小赵只能从事前两项工作,其余三人均能从事这四项工作,则不同的选派方案共有______种.三、解答题13.已知(1+x )+(1+x )2+…+(1+x )n =a 0+a 1x +a 2x 2+…+a n x n ,若a 1+a 2+a 3+…+a n -1=509-n ,求n .14.已知n 是等差数列4,7,10,13,…中的一项nxx 1(.求证的展开式中不含常数项.专题10排列组合二项式定理参考答案练习10-1一、选择题1.D2.A3.B4.C5.B6.B二、填空题7.30;8.240;9.56;10.240;11.8424;12.45.练习10-2一、选择题1.B2.C3.B4.C二、填空题5.15;6.11;7.n +1;8.24n -1+(-1)n 22n -1.三、解答题9.解:令x =1,得各项系数和为4n ,又各项二项式系数和为2n ,所以4n -2n =992.22n -2n -992=0,解得n =5.10.解:f (x )=(1+2x )m +(1+3x )n 展开式中含x 的项x n m x C x C n m )32(3211+=+,由2m +3n =13,m ,n 为正整数,得m =2,n =3或m =5,n =1,当m =2,n =3时,求得x 2的系数为31;当m =5,n =1时求得x 2的系数为40,故x 2的系数为31或40.11.证明:2111111)11(1221=+≥++++=+⋅⋅⋅⋅nC n C n C n C n n n n n n n n ,因为121!111()21)(11(!1)!(!!1-≤≤----==-=⋅k k k knk n k n n k n k n k n n C ,所以n n n n n n n n n n n C n C n C n C n C n 1·121111)11(22221+++≤++++=+⋅⋅⋅⋅ .32132121212112<-=++++≤--n n所以.3)11(2<+≤nn习题10一、选择题1.B2.C3.B4.A5.C6.C二、填空题7.-189;8.100;9.72;10.-240;11.21;12.36.三、解答题13.解:令x =1,得2+22+23+…+2n =a 0+a 1+a 2+…+a n -1+a n .令x =0,则a 0=n .又由已知可得a n =1.∴1)509(12)12(2+-+=--n n n ,化简得2n =256,∴n =8.14.解:用反证法,假设第r +1项为常数,即2321r n r nr rn r nr xC xxC T ---+==⋅为常数项.又等差数列4,7,10,13,…的第k 项为a k =4+(k -1)×3=3k +1(k ∈N *).令n =3k +1,T r +1为常数项,则.02313,023=-+=-r k r n 即322+=k r ,∵k ∈N *,这与,且r ∈N 矛盾,所以它没有常数项.。
2020年高考数学(理科)二轮复习押题特训专题19 排列、组合与二项式定理
2020年高考数学(理科)二轮复习押题特训专题19 排列、组合与二项式定理1.设M,N是两个非空集合,定义M⊗N={(a,b)|a∈M,b∈N},若P={0,1,2,3},Q={1,2,3,4,5},则P⊗Q中元素的个数是()A.4 B.9 C.20 D.24解析:选C依题意,a有4种取法,b有5种取法,由分步乘法计数原理得,有4×5=20种不同取法,共有20个不同元素,故选C.2.从8名女生和4名男生中,抽取3名学生参加某档电视节目,如果按性别比例分层抽样,则不同的抽取方法数为()A.224 B.112 C.56 D.28解析:选B根据分层抽样,从12个人中抽取男生1人,女生2人,所以抽取2个女生1个男生的方法有C28C14=112种.3.设i为虚数单位,则(x+i)6的展开式中含x4的项为()A.-15x4B.15x4C.-20i x4D.20i x4=C r6x6-r i r,由6-r=4,得r=2.解析:选A二项式的通项为T r+1故T3=C26x4i2=-15x4.故选A.4.若从1,2,3,…,9这9个整数中同时取4个不同的数,其和为偶数,则不同的取法共有()A.60种B.63种C.65种D.66种解析:D5.甲、乙两人从4门课程中各选修2门,则甲、乙所选的课程中至少有1门不相同的选法共有()A.30种B.36种C.60种D.72种解析:选A甲、乙两人从4门课程中各选修2门有C24C24=36种选法,甲、乙所选的课程中完全相同的选法有6种,则甲、乙所选的课程中至少有1门不相同的选法共有36-6=30种.6.已知(x +2)15=a 0+a 1(1-x )+a 2(1-x )2+…+a 15(1-x )15,则a 13的值为( ) A .945B .-945C .1 024D .-1 024解析:选B 由(x +2)15=[3-(1-x )]15=a 0+a 1(1-x )+a 2(1-x )2+…+a 15(1-x )15,得a 13=C 1315×32×(-1)13=-945.7.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 .72B .168C .144D .120解析:选D 先安排小品类节目和相声类节目,然后让歌舞类节目去插空.(1)小品1,相声,小品2.有A 22A 34=48; (2)小品1,小品2,相声.有A 22C 13A 23=36; (3)相声,小品1,小品2.有A 22C 13A 23=36.共有48+36+36=120种.8.若⎝ ⎛⎭⎪⎫x +2x 2n 展开式中只有第六项的二项式系数最大,则展开式中的常数项是( )A .360B .180C .90D .45解析:选B 依题意知n =10, ∴T r +1=C r 10(x )10-r·⎝ ⎛⎭⎪⎫2x 2r =C r 102r·x 5-52r , 令5-52r =0,得r =2,∴常数项为C 21022=180.9.定义“规范01数列”{a n }如下:{ a n }共有2m 项,其中m 项为0,m 项为1,且对任意k ≤2m ,a 1,a 2,…,a k 中0的个数不少于1的个数.若m =4,则不同的“规范01数列”共有( )A .18个B .16个C .14个D .12个解析:C10.若(1-2x )2 016=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 2 016 x 2 016,则a 12+a 222+…+a 2 01622 016的值为( ) A .2B .0C .-1D .-2解析:选C 当x =0时,左边=1,右边=a 0,∴a 0=1. 当x =12时,左边=0,右边=a 0+a 12+a 222+…+a 2 01622 016, ∴0=1+a 12+a 222+…+a 2 01622 016. 即a 12+a 222+…+a 2 01622 016=-1.11.现有16张不同的卡片,其中红色、黄色、蓝色、绿色卡片各4张.从中任取3张,要求这3张卡片不能是同一种颜色,且红色卡片至多1张.不同取法的种数为( )A .232B .252C .472D .484解析:选C 由题意,不考虑特殊情况,共有C 316种取法,其中每一种卡片各取3张,有4C 34种取法,取出2张红色卡片有C 24·C 112种取法,故所求的取法共有C 316-4C 34-C 24·C 112=560-16-72=472种,选C.答案:A18.若(2x -3)5=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4+a 5x 5,则a 1+2a 2+3a 3+4a 4+5a 5等于( ) A .-10B .-5C .5D .10解析:对等式两边求导得10(2x -3)4=a 1+2a 2x +3a 3x 2+4a 4x 3+5a 5x 4,令x =1得10=a 1+2a 2+3a 3+4a 4+5a 5,故选D.答案:D19.设k =⎠⎛0π(sinx -cosx)dx ,若(1-kx)8=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 8x 8,则a 1+a 2+a 3+…+a 8=( )A .-1B .0C .1D .256解析:∵k =⎠⎛0π(sinx -cosx)dx =(-cosx -sinx)⎪⎪⎪π0=(-cosπ-sinπ)-(-cos0-sin0)=2,∴(1-2x)8=a 0+a 1x +…+a 8x 8,令x =1可得a 0+a 1+a 2+…+a 8=1,令x =0可得a 0=1,∴a 1+a 2+a 3+…+a 8=0,故选B.答案:B20.若⎝ ⎛⎭⎪⎫ax 2+1x 5的展开式中x 5的系数是-80,则实数a =________.解析:T r +1=C r 5·(ax 2)5-r ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x r =C r 5·a 5-r x 10-52r .令10-52r =5,解得r =2.又展开式中x 5的系数为-80,则有C 25·a 3=-80,解得a =-2. 答案:-221.若⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫3x -13x 2n 的展开式中各项系数之和为128,则展开式中1x3的系数是________. 答案:2122.将序号分别为1,2,3,4,5的5张参观券全部分给4人,每人至少1张,如果分给同一人的2张参观券连号,那么不同分法的种数是________.解析:5张参观券分成4份,1份2张,另外3份各1张,且2张参观券连号,则有4种分法,把这4份参观券分给4人,则不同的分法种数是4A 44=96.答案:9623.若(1-x )5=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4+a 5x 5,则函数f (x )=a 2x 2+a 1x +a 0的单调递减区间是________.解析:∵(1-x )5=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4+a 5x 5,∴a 0=1,a 1=-C 15=-5,a 2=C 25=10,∴f (x )=10x 2-5x +1=10⎝ ⎛⎭⎪⎫x -142+38,∴函数f (x )的单调递减区间是⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,14.答案:⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,1424.在8张奖券中有一、二、三等奖各1张,其余5张无奖.将这8张奖券分配给4个人,每人2张,不同的获奖情况有__________种(用数字作答).解析:把8张奖券分4组有两种方法,一种是分(一等奖,无奖)、(二等奖,无奖)、(三等奖,无奖)、(无奖,无奖)四组,分给4人有A 44种分法;另一种是一组两个奖,一组只有一个奖,另两组无奖,共有C 23种分法,再分给4人有C 23A 24种分法,∴不同获奖情况种数为A 44+C 23A 24=24+36=60.答案:6025.在(1-x)5+(1-x)6+(1-x)7+(1-x)8展开式中,含x 3的项的系数是__________. 答案:-121。
2020高考数学最后冲刺 排列、组合、二项式定理
最后冲刺【高考预测】1.正确运用两个基本原理2.排列组合3.二项式定理4.在等可能性事件的概率中考查排列、组合5.利用二项式定理解决三项以上的展开式问题6.利用二项式定理证明不等式易错点1 正确运用两个基本原理1.(2020精选模拟)已知集合A=B={1,2,3,4,5,6,7},映射f:A→B满足f(1)<f(2)<f(3)<f(4),则这样的映射f的个数为()A.C47A33 B.C47 C.77 D.C7473【错误解答】∵f(1)<f(2)<f(3) <f(4),且f(1)<f(2)<f(3)<f(4)的值为{1,2,3,4,5,6,7}中的某4个,∴这样的映射有C47个,∴选B【错解分析】C47中的任何一种方法都没有完成组成映射这件事情,因为只找到1、2、3、4的象,而5、6、7的象还没有确定。
误是没有选出水平最高的两人,错误地认为这种淘汰赛最后的两人就是水平最高的两人,实际上第二名有可能在第一轮或第二轮就被第一名淘汰了。
【正确解答】先将8人分成4对进行比赛,胜者进入第二轮,需要4场比赛,将进入第二轮的四人分成2对进行比赛,胜者进入第三桦,需要2场比赛,进入第三轮的2人进行比赛,胜者为第一名,需一场比赛;将第一轮、第二轮、第三轮被第一名淘汰的选手共3人决出第一名,需2场比赛。
∴至少需要4+2+1+2=9场比赛。
3.(2020精选模拟)设坐标平面内有一个质点从原点出发,沿x轴跳动,每次向正方向或负方向跳1个单位,经过5次跳动质点落在点(3,0)(允许重复过此点)处,则质点不同的运动方法共有_________种(用数字作答)。
【错误解答】因为每一步都有两种可能,所以共有25=32种方法,又由于这32种方法中质点落在(3,0)与不在(3,0)的可能相同,∴质点不同的运动方法共有16种,填16。
【错解分析】质点落在(3,0)与不在(3,0)的可能相同是错误的,错误的原因是分析问题的能力较差,没有转化的思想,也没有分类讨论的思想。
二轮复习排列组合、二项式定理
排列组合二项式定理教学过程一、考纲解读该部分在高考试卷中一般是1到2个小题,分值在5-10分。
主要考查两个基本原理、排列组合的基础知识和方法,考查二项式定理的基础知识及其简单应用.在复习中要在解一些常规题型上下功夫,需要掌握基本的解题方法.在平时的复习中要能够体会计数原理在概率分布中的应用,特别是用排列组合解决的大题.对于二项式定理,重点考查二项式定理的通项.以及二项式系数和项的系数.二、复习预习(1)分类加法计数原理、分步乘法计数原理①理解分类加法计数原理和分类乘法计数原理;②会用分类加法计数原理或分步乘法计数原理分析和解决一些简单的实际问题.(2)排列与组合①理解排列、组合的概念.②能利用计数原理推导排列数公式、组合数公式.③能解决简单的实际问题.(3)二项式定理①能用计数原理证明二项式定理.②会用二项式定理解决与二项展开式有关的简单问题.三、知识讲解考点1 分类加法计数原理、分步乘法计数原理①理解分类加法计数原理和分类乘法计数原理;②会用分类加法计数原理或分步乘法计数原理分析和解决一些简单的实际问题.考点2 排列与组合①理解排列、组合的概念.②能利用计数原理推导排列数公式、组合数公式.③能解决简单的实际问题.考点3 二项式定理①能用计数原理证明二项式定理.②会用二项式定理解决与二项展开式有关的简单问题.四、例题精析例1 [2014全国1卷] 4位同学各自在周六、周日两天中任选一天参加公益活动,则周六、周日都有同学参加公益活动的概率 ( )A .18B .38C .58D .78【规范解答】解法1.选D (直接法)4位同学各自在周六、周日两天中任选一天参加公益活动共有4216=种,周六、周日都有同学参加公益活动有两种情况:①一天一人一天三人有11428C A =种;②每天2人有22426C C =种,则周六、周日都有同学参加公益活动的概率为867168+=; 解法2.选D (间接法)4位同学都在周六或周日参加公益活动有2种,则周六、周日都有同学参加公益活动的概率为1627168-=;选D.【总结与反思】 (1)本题考查古典概型,是一个古典概型与排列组合结合的问题,解题时先要判断该概率模型是不是古典概型,再要找出随机事件A 包含的基本事件的个数和试验中基本事件的总数.是一道基础题。
2020高考数学二轮复习专题讲练4 排列、组合与二项式定理(最新,超经典)
2020高考数学二轮复习专题讲练4 排列、组合与二项式定理(最新,超经典)考情考向分析1.排列、组合在高中数学中占有特殊的位置,是高考的必考内容,很少单独命题,主要考查利用排列、组合知识计算古典概型。
2.二项式定理仍以求二项展开式的特定项、特定项的系数及二项式系数为主,题目难度一般。
考点一排列与组合1.山城农业科学研究所将5种不同型号的种子分别试种在5块并成一排的试验田里,其中A,B两型号的种子要求试种在相邻的两块试验田里,且均不能试种在两端的试验田里,则不同的试种方法数为()A.12B.24 C.36D.48解析因为A,B两型号的种子试种方法数为2×2=4,所以一共有4A33=24(种)试种方法。
答案B2.若从6名志愿者中选4人去“鸟巢”和“水立方”实地培训,每处2人,其中乙不能去“水立方”,则选派方法有() A.60种B.70种C.80种D.90种解析若乙被选上,则乙不能去水立方,只能去鸟巢,共有C35·C13=30(种)选派方法,若乙不被选上,共有C45·C24=30(种)选派方法,所以共有30+30=60(种)选派方法。
答案A3.若用红、黄、蓝、绿四种颜色填涂如图方格,要求有公共顶点的两个格子颜色不同,则不同的涂色方案有()A.48种B.72种C.96种D.216种解析按照以下顺序涂色,A:C14→B:C13→D:C12→C:C12→E:C11→F:C12,所以由分步乘法计数原理得总的方案数为C14·C13·C12·C12·C12=96。
答案C4.中国古代中的“礼、乐、射、御、书、数”合称“六艺”。
“礼”,主要指德育;“乐”,主要指美育;“射”和“御”,就是体育和劳动;“书”,指各种历史文化知识;“数”,数学。
某校国学社团开展“六艺”课程讲座活动,每艺安排一节,连排六节,一天课程讲座排课有如下要求:“数”必须排在前三节,且“射”和“御”两门课程相邻排课,则“六艺”课程讲座不同的排课顺序共有()A.120种B.156种C.188种D.240种解析当“数”排在第一节时有A22·A44=48(种)排法,当“数”排在第二节时有A13·A22·A33=36(种)排法,当“数”排在第三节时,若“射”和“御”两门课程排在第一、二节时有A22·A33=12(种)排法;若“射”和“御”两门课程排在后三节时有A12·A22·A33=24(种)排法,所以满足条件的共有48+36+12+24=120(种)排法。
2020版高考数学大二轮复习专题四概率与统计第一讲排列、组合与二项式定理课件理
互不相邻的停放方法有( )
A.1 880 种
B.1 440 种
C.720 种
D.360 种
解析:由题意可知,白颜色汽车按 3 辆,2 辆分为 2 组,先从 5 辆白色汽车选 3 辆全排列共有 A35种, 再将剩余的 2 辆白色汽车全排列共有 A22种,再将这两个整体全 排列,共有 A22种,排完后有 3 个空, 3 辆不同的红颜色汽车插空共有 A33种, 由分步计数原理得共有 A35A22A22A33=1 440 种, 故选 B.
排列、组合数公式 (1)排列数公式 Amn =n(n-1)…(n-m+1)=n-n!m!. (2)组合数公式 Cmn =AAmnmm=nn-1·…m·!n-m+1=m!nn! -m!.
(1)已知 5 辆不同的白颜色汽车和 3 辆不同的红颜色汽
车停成一排,则白颜色汽车至少 2 辆停在一起且红颜色的汽车
3.二项式系数的性质
(1)Crn=Cnn-r,Cnr +Crn-1=Crn+1. (2)二项式系数最值问题
当
n
为偶数时,中间一项即第n2+1项的二项式系数
n C2n
最大;
当
n
为奇数时,中间两项即第n+2 1,n+2 3项的二项式系数
n-1 C2
n,Cn+2 1n 相等且最大.
(1)(2018·高考全国卷Ⅲ)x2+2x5 的展开式中 x4 的系数
答案:1 080
3.(2017·高考浙江卷)从 6 男 2 女共 8 名学生中选出队长 1 人, 副队长 1 人,普通队员 2 人组成 4 人服务队,要求服务队中至 少有 1 名女生,共有________种不同的选法.(用数字作答)
解析:法一:分两步,第一步,选出 4 人,由于至少 1 名女生, 故有 C48-C46=55 种不同的选法;第二步,从 4 人中选出队长、 副队长各 1 人,有 A24=12 种不同的选法.根据分步乘法计数 原理知共有 55×12=660 种不同的选法. 法二:不考虑限制条件,共有 A28C26种不同的选法, 而没有女生的选法有 A26C24种, 故至少有 1 名女生的选法有 A28C26-A26C24=840-180=660(种).
2020年高考数学试题分类汇编 专题排列组合、二项式定
2020年高考试题数学(理科)排列组合、二项式定理一、选择题:1.(2020年高考全国卷理科7)某同学有同样的画册2本,同样的集邮册3本,从中取出4本赠送给4位朋友每位朋友1本,则不同的赠送方法共有 (A)4种 (B)10种 (C)18种 (D)20种(A )-40 (B )-20 (C )20 (D )40解析 1.令x=1得a=1.故原式=511()(2)x x x x +-。
511()(2)x x x x+-的通项521552155(2)()(1)2r r r r r r r r T C x x C x ----+=-=-,由5-2r=1得r=2,对应的常数项=80,由5-2r=-1得r=3,对应的常数项=-40,故所求的常数项为40 ,选D解析2.用组合提取法,把原式看做6个因式相乘,若第1个括号提出x,从余下的5个括号中选2个提出x ,选3个提出1x ;若第1个括号提出1x ,从余下的括号中选2个提出1x,选3个提出x.故常数项=223322335353111(2)()()(2)X C X C C C X X X X⋅⋅-+⋅-⋅=-40+80=40 3.(2020年高考天津卷理科5)在6x x ⎫⎝的二项展开式中,2x 的系数为( ) A .154-B .154C .38-D .38【答案】C【解析】因为1r T +=666((rr x C x-⋅⋅,所以容易得C 正确. 4.(2020年高考陕西卷理科4)6(42)()xx x R --∈的展开式中的常数项是(A )20- (B )15- (C )15 (D )20【分析】根据二项展开式的通项公式写出通项,再进行整理化简,由x 的指数为0,确定常数项是第几项,最后计算出常数项. 【答案】C【解】62(6)1231666(4)(2)222r x r x r r x r xr rx xr r T C C C -----+==⋅⋅=⋅, 令1230x xr -=,则4r =,所以45615T C ==,故选C .5.(2020年高考重庆卷理科4) ()13nx +(其中n N ∈且6a ≥)的展开式中5x 与6x 的系数相等,则n =(A )6 (B)7 (C) 8 (D)9 答案:B解析: ()13n x +的通项为()13rrr n T C x +=,故5x 与6x 的系数分别为553n C 和663n C ,令他们相等,得:()()56!!335!5!6!6!n n n n =--,解得n =712.在集合{}1,2,3,4,5中任取一个偶数a 和一个奇数b 构成以原点为起点的向量(,)a b α=.从所有得到的以原点为起点的向量中任取两个向量为邻边作平行四边形.记所有作成的平行四边形的个数为n ,其中面积不超过...4的平行四边形的个数为m ,则mn= (A )415 (B )13 (C )25 (D )23答案:D解析:基本事件:26(2,1),(2,3),(2,5),(4,1),(4,5),(4,3)23515n C ==⨯=从选取个,.其中面积为2的平行四边形的个数(2,3)(4,5);(2,1)(4,3);(2,1)(4,1);其中面积为4的平行四边形的为(2,3)(2,5);(2,1)(2,3); m=3+2=5故51153m n ==. 7.(2020年高考福建卷理科6)(1+2x )3的展开式中,x 2的系数等于A .80B .40C .20D .10【答案】B 二、填空题:1. (2020年高考山东卷理科14)若6(x 展开式的常数项为60,则常数a 的值为 . 【答案】4【解析】因为6162(rrr r a T C xx-+=⋅⋅-,所以r=2, 常数项为26a C ⨯=60,解得4a =.2. (2020年高考浙江卷理科13)(13)设二项式)0()(6>-a xa x 的展开式中3x 的系数为A,常数项为B ,若B=4A ,则a 的值是 。
2020届高三理科数学二轮复习讲义:模块二专题六第一讲排列、组合与二项式定理Word版含解析.doc
专题六概率与统计、算法、复数、推理与证明第一讲摆列、组合与二项式定理高考导航1.考察摆列、组合的实质应用.2.考察二项式系数、常数项、二项式指定项的求解.1.(2016 ·全国卷Ⅱ )如图,小明从街道的 E 处出发,先到 F 处与小红会集,再一同到位于G 处的老年公寓参加志愿者活动,则小明到老年公寓能够选择的最短路径条数为()A .24 C.12B.18 D.9[分析]由题意可知E→F共有6 种走法,F→G 共有3 种走法,由乘法计数原理知,共有[答案]B6×3=18 种走法,应选 B.1(1+x)6睁开式中 x2的系数为 () 2.(2017 ·全国卷Ⅰ ) 1+x2A .15B.20C.30D.35[分析]于11+x2(1+x)6,若要获得x2,能够在11+x2中6取1,此(1+x)中要取含2x的,系数2C6;当在11+x2中取x12, (1+x)6中要取含x4的,即系数C46,所以,睁开式中 x2的系数 C26+C46=30,故 C.[答案]C3.(2015 ·湖北卷 )已知 (1+x)n的睁开式中第 4 与第 8 的二式系数相等,奇数的二式系数和()A .212B.211C.210D.29[分析]∵(1+x)n的睁开式中第 4 与第 8 的二式系数分C3n,C7n,∴ C3n= C7n,得 n=10.(1+x)10,令 x=1,得 (1+1)10=C010+C101+C210+C103+⋯+C1010=210,①令 x=- 1,得 (1-1)10=C010-C110+C210-⋯+C1010=0,②利用①+②可得 2×(C010+C210+⋯+C1010)=210,∴奇数的二式系数和 C010+C210+⋯+C1010= 29.[答案]D4.(2015 ·全国卷Ⅰ )(x2+x+y)5的睁开式中, x5y2的系数 ()A .10B.20C.30D.60[分析 ](x2+x+y)5=[(x2+x)+y]5的睁开式中只有C52(x2+x)3y2中含 x5y2,易知 x5y2的系数 C25C13=30,故 C.[答案]C5.(2017 ·天津卷 )用数字 1,2,3,4,5,6,7,8,9 构成没有重复数字,且至多有一个数字是偶数的四位数,这样的四位数一共有________个. (用数字作答 )[ 分析 ]分两类:①有一个数字是偶数的四位数有134个.C454=960C A②没有偶数的四位数有A45=120 个.故这样的四位数一共有960+120=1080 个.[ 答案 ] 1080考点一两个计数原理分类加法计数原理和分步乘法计数原理假如每种方法都能将规定的事件达成,则要用分类加法计数原理将方法种数相加;假如需要经过若干步才能将规定的事件达成,则要用分步乘法计数原理将各步的方法种数相乘.[对点训练 ]1.已知 I ={1,2,3} ,A,B 是会集 I 的两个非空子集,且 A 中所有元素的和大于 B 中全部元素的和,则会集 A,B 共有 ()A.12 对B.15 对C.18 对D.20 对[ 分析 ] 依题意,当 A,B 均有一个元素时,有 3 对;当 B 有一个元素, A 有两个元素时,有 C23+C32+2=8 对;当 B 有一个元素, A 有三个元素时,有 3 对;当 B 有两个元素, A 有三个元素时,有 3 对;当 A,B 均有两个元素时,有 3 对.所以共有 3+8+3+3+3=20 对,选 D.[答案]D2.(2017 ·全国卷Ⅱ )安排 3 名志愿者达成4项工作,每人起码完成 1 项,每项工作由 1 人达成,则不一样的安排方式共有() A.12 种B.18 种C.24 种D.36 种[分析]第一步:将 4 项工作分红 3 组,共有 C42种分法.第二步:将 3 组工作分派给 3 名志愿者,共有 A33种分派方法,故共有 C2·3=36 种安排方式,应选 D.4A3[答案]D3.假如一个三位正整数“1 23”知足 1 2且 a3<a2,则称这样的a a a a <a三位数为凸数 (如 120,343,275),那么全部凸数的个数为 ()A .240B.204C.729D.920[分析]分 8 类,中间间数为 2 时,有 1×2= 2 个;中间间数为3 时,有 2×3=6 个;中间间数为 4 时,有 3×4=12个;中间间数为5 时,有4×5=20 个;中间间数为6 时,有5×6=30 个;中间间数为7 时,有6×7=42 个;中间间数为8 时,有7×8=56 个;中间间数为 9 时,有 8×9=72 个.故共有 2+6+12+20+30+42+56+72=240 个凸数.[答案]A两个计数原理的应用技巧(1)在应用分类计数原理和分步计数原理时,一般先分类再分步,每一步中间又可能用到分类计数原理.(2)关于复杂的两个原理综合使用的问题,可适合列出表示图或表格,使问题形象化、直观化.考点二摆列与组合名称摆列组合同样点都是从 n 个不一样元素中取 m(m≤n)个元素,元素无重复①摆列与次序相关;①组合与次序没关;不一样点②两个摆列同样,当且仅当这②两个组合同样,当且仅两个摆列的元素及其摆列次序当这两个组合的元素完整完整同样同样[对点训练 ]1.(2017 ·山西四校联考 )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次序,则同类节目不相邻的排法种数是()A .72 C.144B.120 D.168[分析]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,此中 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 A22A22A 33=24,所以知足题意的排法种数为 144-24=120,选 B.[答案]B[ 研究追问 ] (1)若第 1 题中改为“同类节目一定相邻”,则有多少种不一样的排法?(2)若第 1 题中改为“相声类节目不排第一个,小品类节目不排最后一个,则有多少种不一样的排法?”[ 分析 ] (1)(捆绑法 )将歌舞类节目, 2 个小品类节目分别各自作一个节目与相声类节目摆列,共有A33种不一样排法.又歌舞类节目有A33种排法,小品类节目有A22种排法,所以共有A33×A33×A 22=72(种)不一样排法.(2)分两类:第一类,若第一个节目排歌舞类,因为最后一个不排小品类节目,有A13·A24A 33=216(种)排法;第二类,若第一个节目排小品类节目,则有 A12·A14·A 44=192(种)排法.故共有 216+192=408(种)不一样的排法.[答案](1)72 种(2)408 种2.(2017 ·浙江卷 )从 6 男 2 女共 8 名学生中选出队长 1 人,副队长 1 人,一般队员 2 人构成 4 人服务队,要求服务队中起码有 1 名女生,共有 ________种不一样的选法. (用数字作答 )[ 分析 ] 从 8 人中选出 4 人,且起码有 1 名女学生的选法种数为C48-C46=55.从 4 人中选出队长 1 人,副队长 1 人,一般队员 2 人的选法为A42=12 种.故总合有 55×12=660 种选法.[答案]6603. (2017 ·北京西城一模 )某种产品的加工需要 A, B,C,D, E 五道工艺,此中 A 一定在 D 的前方达成 (不必定相邻 ),其余工艺的次序能够改变,但不可以同时进行,为了节俭加工时间, B 与 C 一定相邻,那么达成加工该产品的不一样工艺的摆列次序有________种. (用数字作答 )[ 分析 ] B 与 C 一定相邻,看作一个元素,与剩下三个元素全摆列共有 A44种排法,而 B 与 C 的次序有 A 22种排法,又 A 一定在 D 的A44·A 22前方达成,所以达成加工品的不一样工的摆列序有A22=24(种).[答案] 24解摆列合合用的解流程考点三二式定理1.通与二式系数T k+1=C k n a n-k b k(k=0,1,2,⋯, n),此中 C k n叫做二式系数.2.二式系数的性(1)C0n=C n n,C1n=C n n-1,⋯, C r n=C n n-r;(2)C0n+C1n+C2n+⋯+ C n n=2n;(3)C1n+C3n+C5n+⋯= C n0+C2n+C4n+⋯= 2n-1.[点 ].·全国卷Ⅲ)(x +-5的睁开式中 x3 3的系数 ()1 (2017y)(2x y)y A.-80B.- 40C .40D .80[分析] (2x -y)5 的睁开式的通项为 T r + 1= C 5r · 5-r ·-y) r= (-(2x) (1)r·25-rC r 5·x 5- r y r.此中 x 2y 3 项的系数为 (-1)3·22·C 35=- 40,x 3y 2 项的系数为 (-1)2·23·C 25=80.于是 (x +y)(2x - y)5 的睁开式中 x 3y 3 的系数为-40+80=40.[答案]C.·大连质监 ax + 1 -5的睁开式中各项系数的和为2 (2017 )x (2x1)2,则该睁开式中常数项为 ()A .- 20B .- 10C .10D .201[分析] 令 x =1,可得 a +1=2,所以 a =1,所以 ax + x (2x -11)5= x +x (2x -1)5,则睁开式中常数项为 2C 54(-1)4=10.[答案] C3. (2017 ·广东肇庆三模 )(x +2y)7 的睁开式中,系数最大的项是()A .68y 7B .112x 3y 4C .672x 2y 5D .1344x 2y 5[ 分析 ] 设第 r +1 项的系数最大,--C r ·2r ≥C r 1·2r 1,7 77!r7! r -1r ! 7-r !·2≥r -1 ! 7-r +1 !·2,即7!7!rr +1r ! 7-r !·2 ≥ r +1 ! 7-r -1 !·2,2116 r ≥8- r,解得 r ≤ 3 ,即2131 ≥,-r +r ≥ 3 .7 r1又∵ r ∈Z ,∴ r =5.∴系数最大的T 6=C 75x 2·25y 5=672x 2y 5.故C.[答案]C4.(2017 ·江西 州一模 )在(1-x)(1+ x)4 的睁开式中,含 x 2 的系数是 b.若 (2- bx)7 = a 0 + a 1 x +⋯+ 7 7 , a 1 + a 2 +⋯+ a 7 =a x ________.[分析]在(1-x)(1+x)4 的睁开式中,含 x 2 的系数是 b , b= C 24- C 14=2.(2-2x)7=a 0+a 1x +⋯+a 7x 7,令 x =0,得 a 0=27,令 x =1,得 a 0+a 1+a 2+⋯+a 7=0, ∴ a 1+a 2+⋯+a 7=0-27=- 128.[答案 ] -128利用二 式定理求解的3 种常用思路(1)二 式定理中最关 的是通 公式,求睁开式中特定的 或者特定 的系数均是利用通 公式和方程思想解决的.(2)二 睁开式的系数之和往常是通 二 式及其睁开式中的量 得出的,注意依据睁开式的形式 量 .(3)二 睁开式的最大 是通 不等式 确立的.【易 提示】 (1)通 公式表示二 睁开式的随意 ,只需 n与 r 确立,该项就随之确立;(2)T r+1是睁开式中的第 r+1 项,而不是第 r 项;(3)公式中, a,b 的指数和为 n,且 a,b 不可以随意颠倒地点.热门课题 21分类议论思想在摆列组合中的应用[感悟体验 ]1.(2017 ·济南二模 )某校开设 5 门不一样的数学选修课,每位同学能够从中任选 1 门或 2 门课学习,甲、乙、丙三位同学选择的课没有一门是同样的,则不一样的选法共有 ()A .330 种B.420 种C.510 种D.600 种[ 分析 ]当甲、乙、丙三位同学都只选 1 门,不一样的选法有A35=2020届高三理科数学二轮复习讲义:模块二专题六第一讲排列、组合与二项式定理Word版含解析.doc60(种);当甲、乙、丙三位同学有一位选 1 门,此外两位选 2 门,不一样的选法有 C13C15C24C22=90(种);当甲、乙、丙三位同学有两位选 1 门,另一位选 2 门,不一样的选法有 C13C25C13C12=180(种),共有 60+90+180=330(种).[答案]A2.现有 16 张不一样的卡片,此中红色、黄色、蓝色、绿色卡片各4 张.从中任取 3 张,要求这 3 张卡片不可以是同一种颜色,且红色卡()片至多 1 张.不一样取法的种数为A .232B.252C.472D.484[分析]由题意,不考虑特别状况,共有C163种取法,此中同一种2 张有C24·C112颜色的卡片取3 张,有 4C34种取法,3 张卡片中红色卡片取种取法,故所求的取法共有C316- 4C34-C24·C112=560-16-72=472种,选 C.[答案]C。
高三数学第二轮专题复习系列(10)--排列、组合、二项式定理和概率统计
高三数学第二轮专题复习系列(10)--排列、组合、二项式定理和概率统计一、知识要点二、高考要求1、掌握分类计数原理与分步计数原理、并能用它分析和解决一些简单的应用问题。
2、理解排列的意义,掌握排列数计算公式,并能用它解决一些简单的应用问题。
3、理解组合的意义,掌握组合数计算公式和组合数性质,并能用它们解决一些简单的应用问题。
4、掌握二项式定理和二项展开式的性质,并能用它们计算和证明一些简单的问题。
5、了解随机事件的发生存在着规律性和随机事件概率的意义。
6、了解等可能事件的概率的意义,并会用排列组合的基本公式计算一些等可能性事件的概率。
7、了解互斥事件的相互独立事件的意义,会用互斥事件的概率加法公式与相互独立事件的概率乘法公式计算一些事件的概率。
8、会计算事件在n次独立重复试验中恰好发生k次的概率。
9、了解随机变量、离散型随机变量、连续型随机变量的意义,会求某些简单的离散型随机变量的分布列。
10、了解离散型随机变量的期望、方差的意义,会根据离散型随机变量的分布列求期望与方差。
11、了解连续型随机变量的概率密度的意义。
12、会用简单随机抽样,系统抽样、分层抽样等常用的抽样方法从总体中抽取样本。
13、会用2S*与2S去估计总体方差2δ,会用S*与S去估计总体标准δ。
14、会用样本频率分布去估计总体分布。
了解线性回归的方法和简单应用。
三、热点分析排列与组合是高中数学中从内容到方法都比较独特的一个组成部分,是进一步学习概率论的基础知识,该部分内容,不论其思想方法和解题都有特殊性,概念性强,抽象性强,思维方法新颖,解题过程极易犯“重复”或“遗漏”的错误,并且结果数目较大,无法一一检验,因此给考生带来一定困难。
解决问题的关键是加深对概念的理解,掌握知识的内在联系和区别,科学周全的思考、分析问题。
二项式定理是进一步学习概率论和数理统计的基础知识,把握二项展开式及其通项公式的相互联系和应用是重点。
概率则是概率论入门,目前的概率知识只是为进一步学习概率和统计打好基础,做好铺垫。
2020年高考理科数学二轮复习:第一部分 专题六 第二讲 排列、组合、二项式定理
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第一部分 专题六 第二讲 排列、组合、二项式定理
一、选择题
1.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
解析:四个篮球中两个分到一组有C 24种分法,三组篮球进行全排列有A 33种,标
号1,2的两个篮球分给同一个小朋友有A 33种分法,所以有C 24A 33-A 33=36-6=30
种分法,故选C.
答案:C
2.⎝ ⎛⎭
⎪⎫x 2-12x 6的展开式中,常数项是( ) A .-54
B.54 C .-1516 D.1516
解析: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. ∴常数项为⎝ ⎛⎭
⎪⎫-124C 46=1516.故选D. 答案:D
3.A ,B ,C ,D ,E ,F 六人围坐在一张圆桌周围开会,A 是会议的中心发言人,必须坐最北面的椅子,B ,C 二人必须坐相邻的两把椅子,其余三人坐剩余的三把椅子,则不同的座次有( )
A .60种
B .48种
C .30种
D .24种
解析:A 22A 44=48. 答案:B
4.在⎝ ⎛⎭
⎪⎫ax 6+b x 4的二项展开式中,如果x 3的系数为20,那么ab 3=( ) A .20 B .15。
2020高考数学复习排列组合、二项式定理
2020 高考数学复习大纲要求1. 掌握加法原理及乘法原理, 并能用这两个原理分析解决一些简单 的问题.2. 理解排列、组合的意义,掌握排列数、组合数的计算公式和组 合数的性质,并能用它们解决一些简单的问题 .3. 掌握二项式定理和二项式系数的性质,并能用它们计算和论证 一些简单问题 .二、知识结构 加法原理、乘法原理 组合 组合数组合数应用二项式组定合理数应用排列组合综合应用三、知识点、能力点提示(一) 加法原理、乘法原理说明 加法原理、乘法原理是学习排列组合的基础,掌握此两原 理为处理排 列、组合中有关问题提供了理论根据 .例 1 5 位高中毕业生,准备报考 3所高等院校,每人报且只报一 所,不同的 报名方法共有多少种 ?解: 5 个学生中每人都可以在 3 所高等院校中任选一所报名, 因 而每个学生都有 3 种不同的报名方法,根据乘法原理,得到不同报名 方法总共有3 x 3X 3X 3X 3=35(种)( 二 ) 排列、排列数公式说明 排列、排列数公式及解排列的应用题,在中学代数中较为 独特,它研 究的对象以及研 究问题的方法都和前面掌握的知识不同, 内容抽象,解题方法比较灵活,历届高考主要考查排列的应用题,都 是选择题或填空题考查 .例 2 由数字 1、2、3、4、5 组成没有重复数字的五位数,其中小 于 50 000 的 偶数共有 ( )A. 60 个B.48 个C.36 个D.24 个解 因为要求是偶数,个位数只能是 2 或 4 的排法有 P 12 ;小于 50 000排列 排列数 排列数应用的五位数,万位只能是1、3或2、4中剩下的一个的排法有P13; 在首末两位数排定后,中间3个位数的排法有6,得P13P3a P12 = 36(个)由此可知此题应选 C.例3 将数字1、2、3、4 填入标号为1、2、3、4的四个方格里, 每格填一个数字,则每个方格的标号与所填的数字均不同的填法有多少种?解:将数字1 填入第2 方格,则每个方格的标号与所填的数字均不相同的填法有 3 种,即214 3, 3142, 4123;同样将数字1填入第 3 方格,也对应着 3 种填法;将数字 1 填入第 4 方格,也对应 3 种填法, 因此共有填法为3P 13=9(种).(三)组合、组合数公式、组合数的两个性质说明历届高考均有这方面的题目出现,主要考查排列组合的应用题,且基本上都是由选择题或填空题考查.例4 从4 台甲型和5 台乙型电视机中任意取出3 台,其中至少有甲型与乙型电视机各 1 台,则不同的取法共有()A.140 种B.84 种C.70 种D.35 种解:抽出的3台电视机中甲型1台乙型2台的取法有芒4・戊种;甲型2台乙型1台的取法有C24 • C5种根据加法原理可得总的取法有C 24 •戊+匕• C;=40+30=70(种)可知此题应选 C.例 5 甲、乙、丙、丁四个公司承包8 项工程,甲公司承包 3 项, 乙公司承包 1 项,丙、丁公司各承包 2 项,问共有多少种承包方式?解:甲公司从8项工程中选出3项工程的方式C38种;乙公司从甲公司挑选后余下的 5 项工程中选出 1 项工程的方式有C5种;丙公司从甲乙两公司挑选后余下的4 项工程中选出2 项工程的方式有C24种;丁公司从甲、乙、丙三个公司挑选后余下的2 项工程中选出2 项工程的方式有戊种.根据乘法原理可得承包方式的种数有C 3 X C 5 X 戊X8 7 6 5 4 3C 2=3 2 1 2 1 X 1=1680(种).(四)二项式定理、二项展开式的性质说明 二项式定理揭示了二项式的正整数次幕的展开法则,在数 学中它是常用的基础知识,从1985年至1998年历届高考均有这方面 的题目出现,主要考查二项展开式中通项公式等,题型主要为选择题 或填空题.例6在(x-、3)10的展开式中,X 6的系数是()64 6 A.-27C 10 B.27C10 C.-9C 10 D.9C 解设(x- 3)10的展开式中第丫 +1项含X 6,因 T Y +1=C Y 10X 10-Y (- 3)Y , 10- Y =6, Y =4于是展开式中第5项含x 6,第5项系数是C 10(-方)4=900 故此题应选D.例 7 (x-1)-(x-1) 2+ (x-1) 3-(x-1) 4+(x-1)'的展开式中的 x $ 的系数等于 _________________解:此题可视为首项为x-1 ,公比为-(x-1)的等比数列的前5项的 和,则其和为(X 1)[1 (X 1)5] (X 1) (X 1)61 (x 1) X在(x-1) 6中含X 3的项是C 36X 3(-1) 3=-20x 3,因此展开式中X 2的系数 是-2 0.(五)综合例题赏析例 8 若(2x+ 3) 4=a 0+a 1X+a 2X 2+a 3X 3+a 4X 4,贝H (a 0+82+34) 2-(a 1+a 3)2 的 值为()A.1B.-1C.0D.2解:A.例9 2名医生和4名护士被分配到2所学校为学生体检,每校分 配1名医生和2名护士,不同的分配方法共有()A.6 种B.12 种C.18 种D.24 种4 10解 分医生的方法有P 22= 2种,分护士方法有 戊=6种,所以共有 6X 2= 12种不同的分配方法。
2020高考数学二轮复习 第18讲 排列 组合与二项式定理
专题限时集训(十八)A[第18讲 排列、组合与二项式定理](时间:10分钟+25分钟)1.从0,2,4中取一个数字,从有不同的三位数的个数是( )A .36B .48C .52D .542.2020年哈三中派出5名优秀教师去大兴安岭地区的三所中学进行教学交流,每所中学至少派一名教师,则不同的分配方法有( )A .80种B .90种C .120种D .150种3.设(x -1)21=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 21x 21,则a 10+a 11=________.4.若⎝⎛⎭⎪⎫x -a x 26展开式的常数项为60,则常数a 的值为________.1.某单位有74个车位连在一起,则不同的停放方法的种数为( )A .16B .18C .24D .322.一天有语文、数学、英语、物理、化学、生物、体育七节课,体育不在第一节上,数学不在第六、七节上,这天课表的不同排法种数为( )A .A 77-A 55B .A 24A 55C .A 15A 16A 55D .A 66+A 14A 15A 553.在某次中外海上联合搜救演习中,参加演习的中方有4艘船、3架飞机;外方有5艘船、2架飞机,若从中、外两组中各选出2个单位(1架飞机或1艘船都作为一个单位,所有的船只两两不同,所有的飞机两两不同),且选出的四个单位中恰有一架飞机的不同选法共有( )A .38种B .120种C .160种D .180种4.(1-2)10=a +b 2(a ,b 为有理数),则a 2-2b 2=( )A .(1-2)20B .0C .-1D .15.将1,2,3,…,9这9个数字填在如图18-1的9个空格中,要求每一行从左到右,每一列从上到下分别依次增大,当3,4固定在图中的位置时,填写空格的方法数有________种.6.三条直线两两异面,则称为一组“T型线”,任选正方体12条面对角线中的三条,“T型线”的组数为________.7.若多项式x3+x10=a0+a1(x+1)+…+a9(x+1)9+a10(x+1)10,则a9=________.专题限时集训(十八)B[第18讲 排列、组合与二项式定理](时间:10分钟+25分钟)1.某同学有同样的画册24本赠送给4位朋友,每位朋友1本,则不同的赠送方法共有( )A .4种B .10种C .18种D .20种 2.⎝⎛⎭⎪⎪⎫x +13x 2n 展开式的第6项系数最大,则其常数项为( ) A .120 B .252 C .210 D .453.⎝ ⎛⎭⎪⎫x +a x ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -1x 5的展开式中各项系数的和为2,则该展开式中常数项为( )A .-40B .-20C .20D .404.从5名男医生,4名女医生中选3名医生组成一个医疗小分队,要求其中男、女医生都有,则不同的组队方案共有________种.(用数字回答)1.设集合A ={1,2,3,4,5,6},B =S ⊆A 且S ∩B ≠∅的集合S 的个数是( )A .57B .56C .49D .82.将甲、乙、丙、丁四名学生分到三个不同的班,每个班至少分到一名学生,且甲、乙两名学生不能分到同一个班,则不同分法的种数为( )A .18B .24C .30D .363.若(1+mx )6=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 6x 6,且a 1+a 2+…+a 6=63,则实数m 的值为( ) A .1或3 B .-3 C .1 D .1或-34.有5名同学参加唱歌、跳舞、下棋三项比赛,每项比赛至少有一人参加,其中甲同学不能参加跳舞比赛,则参赛方案共有( )A .112种B .100种C .92种D .76种5.某单位安排7位员工在10月1日至7日值班,每天安排1人,每人值班1天.若7位员工中的甲、乙排在相邻两天,丙不排在10月1日,丁不排在10月7日,则不同的安排方案共有( )A .504种B .960种C .1008种D .1108种6.设a =⎠⎛0πsin x d x ,则二项式⎝ ⎛⎭⎪⎫a x -1x 6展开式的常数项是( )A .160B .20C .-20D .-1607.甲、乙等五名志愿者被分配到上海世博会中国馆、英国馆、澳大利亚馆、俄罗斯馆四个不同的岗位服务,每个岗位至少一名志愿者,则甲、乙两人各自独立承担一个岗位工作的分法共有________种.(用数字作答)专题限时集训(十八)A【基础演练】1.B 【解析】 若取出的数字含有0,则是2×A 23=12,若取出的数字不含0,则是C 12C 23A 33=36个.根据加法原理得总数为48个.2.D 【解析】 分组法是(1,1,3),(1,2,2),共有C 15C 14C 33A 22+C 15C 24C 22A 22=25,再分配,乘以A 33,即得总数为150.3.0 【解析】 a 10,a 11分别是含x 10和x 11项的系数,所以a 10=-C 1121,a 11=C 1021,所以a 10+a 11=-C 1121+C 1021=0.4.4 【解析】 T r +1=C r 6x6-r⎝ ⎛⎭⎪⎫-a x 2r =C r 6x 6-r (-1)r a r 2x -2r =C r 6x 6-3r (-1)r a r 2,由6-3r =0,得r =2, 所以C 26a =60,所以a =4. 【提升训练】1.C 【解析】 四个车位连在一起有四种可能,再乘以3的全排列,即4×A 33=24.2.D 【解析】 若数学课在第一节,则有排法A 66;若数学不在第一节,则数学课排法有A 14、体育课有排法A 15、其余课有排法A 55,根据乘法原理此时的排法是A 14A 15A 55.根据加法原理,总的排法种数为A 66+A 14A 15A 55.3.D 【解析】 若中方选出一架飞机,则选法有C 14C 13C 25=120;若外方选出一架飞机,则选法有C 15C 12C 24=60.故共有不同选法120+60=180种.4.D 【解析】 根据二项式展开式的特点,当(1-2)10=a +b 2时,必有(1+2)10=a -b 2,故a 2-2b 2=(a +2b )(a -2b )=(1-2)10(1+2)10=1.5.6 【解析】 左上方只能填1,右下方只能填9,此时4的上方只能填2,右上方填5时,其下方只能填6,7,8,右上方填6时,其下方填7,8,右上方填7时,下方只能填8,此时左下方的两个格填法随之确定.所以有6种填法.注意实际操作.6.24 【解析】 如图,我们首先选定面对角线A 1D ,则满足三条直线两两异面的只能是面对角线D 1C ,C 1B ,B 1A ,此时在这四条直线中任意选取三条,则其各自两两异面,共有C 34=4种情况,但当我们再选定D 1C 时,此时的异面直线组(A 1D ,D 1C ,C 1B ),(A 1D ,D 1C ,B 1A ),与首先选定A 1D 中的情况重复.故在十二条面对角线中首先选定一条为基准的计算中,有一半是重复的,故所有的“T 型线”的组数为12C 342=24.7.-10 【解析】 a 9与x 3无关,变换x 10=[-1+(x +1)]10得,a 9=C 910(-1)1=-10.专题限时集训(十八)B【基础演练】1.B 【解析】 若取出1本画册,3本集邮册,有C 14种赠送方法;若取出2本画册,2本集邮册,有C 24种赠送方法,则不同的赠送方法有C 14+C 24=10种,故选B.2.C 【解析】 根据二项式系数的性质,得2n =10,故二项式⎝⎛⎭⎪⎪⎫x +13x 2n 的展开式的通项公式是T r +1=C r 10(x )10-r⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫13x r =C r10x 5-r 2-r 3,根据题意5-r 2-r 3=0,解得r =6,故所求的常数项等于C 610=C 410=210.3.D 【解析】 令x =1得各项系数和为⎝ ⎛⎭⎪⎫1+a 1(2-1)=(1+a )=2, ∴a =1,所以原式变为⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1x ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -1x 5,⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -1x 5展开式的通项为T r +1=C r 5(2x )r ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1x 5-r =(-1)5-r 2r C r 5x 2r -5.令2r -5=-1,得r =2;令2r -5=1,得r =3,所以常数项为(-1)5-222C 25+(-1)5-323C 35=(-4+8)C 25=40.4.70 【解析】 分1名男医生2名女医生、2名男医生1名女医生两种情况,或者用间接法.直接法:C 15C 24+C 25C 14=70;间接法:C 39-C 35-C 34.解排列、组合的应用问题,一般是先对问题进行分类、再对每一类进行分步,然后根据两个基本原理求出计数的总体结果,在问题直接分类求解较为麻烦时可考虑使用间接法,从其反面求解.【提升训练】1.B 【解析】 集合S 的个数为26-23=64-8=56.2.C 【解析】 方法1:如丙、丁分到同一个班级,就是三个元素的一个全排列,即A 33;若丙分到甲或乙所在的班级,则丁只能独自一个班级,方法数是2A 33;同理,若丁分到甲或乙所在的班级,方法是2A 33.根据分类加法计数原理,总的方法数是5A 33=30.方法2:总的方法数是C 24A 33=36,甲、乙被分到同一个班级的方法数是A 33=6,故甲乙不分到同一个班级的方法数是36-6=30.3.D 【解析】 令x =0得a 0=1,令x =1得(1+m )6=a 0+(a 1+a 2+…+a 6)=1+63=64,故1+m =±2,所以m =1或-3.4.B 【解析】 甲同学有2种参赛方案,其余四名同学,若只参加甲参赛后剩余的两项比赛,则将四名同学先分为两组,分组方案有C 14·C 33+C 24C 22A 22=7,再将其分到两项比赛中去,共有分配方法数7×A 22=14;若剩下的四名同学参加三项比赛,则将其分成三组,分组方法数是C 24,分到三项比赛中去的分配方法数是A 33,故共有方法数C 24A 33=36.根据两个基本原理共有方法数2×(14+36)=100种.5.C 【解析】 若甲、乙排在两端方法有2种,不妨认为甲、乙排在第一、二个位置上,此时还剩下五个位置,这时丁有四个位置可选,剩下的四个元素全排列,方法数是2×A 22×A 14×A 44=384;若甲、乙不排在两端,则甲、乙有四种排列方法,此时若丙选最后一个位置,则剩下的四个元素全排列,若丙选其余的三个位置之一,则丁有三个位置可选,剩下的三个元素全排列,这种情况共有不同方法数是4×A 22(A 44+3×3×A 33)=624.根据加法原理,不同的排法有384+624=1008种.6.D 【解析】 a =⎠⎛0πsin x d x =(-cos x)|π0=2,所以二项式展开式的通项公式是T r +1=C r 6(2x)6-r⎝⎛⎭⎪⎫-1x r =C r 6·26-r ·(-1)r x 3-r ,当r =3时,即第四项是二项式展开式的常数项,该项的值是-C 3623=-160.7.72 【解析】 甲、乙两个人的安排方法数是A 24;剩余的三人,分为两组,方法数是C 13C 22,把其作为两个元素安排到剩余的两个工作岗位上,有方法数A 22.根据分步乘法计数原理得总的分法种数是A 24C 13C 22A 22=72.。
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专题 排列组合二项式定理排列、组合与二项式定理是高中数学中内容相对独立的一个部分,排列、组合的知识为概率与统计中的计数问题提供了一定的方法.这部分内容的试题有一定的综合性与灵活性,要注意与其他数学知识的联系,注意与实际生活的联系.通过对典型例题的分析,总结思维规律,提高解题能力.§10-1 排列组合【知识要点】1.分类计数原理与分步计数原理.2.排列与组合.3.组合数的性质:(1);(2).【复习要求】理解和掌握分类计数与分步计数两个原理.在应用分类计数原理时,要注意“类”与“类”之间的独立性和等效性,在应用分步计数原理时,要注意“步”与“步”之间的相关性和连⋅=-=-=m n mn mn m nA A m n m n C m n n A )!(!!,)!(!mn n m n C C -=11-++=m n m n m n C C C续性.熟练掌握排列数公式和组合数公式,注意题目的结构特征和联系;掌握组合数的两个性质,并应用于化简、计算和论证.正确区别排列与组合的异同,体会解计数问题的基本方法,正确处理附加的限制条件.【例题分析】例1 有3封信,4个信筒.(1)把3封信都寄出,有多少种寄信方法?(2)把3封信都寄出,且每个信筒中最多一封信,有多少种寄信方法?【分析】(1)分3步完成寄出3封信的任务:第一步,寄出1封信,有4种方法;第二步,再寄出1封信,有4种方法;第三步,寄出最后1封信,有4种方法,完成任务.根据分步计数原理,共有4×4×4=43=64种寄信方法.(2)典型的排列问题,共有=24种寄信方法.例2 在一块并排10垄的田地中,选择2垄分别种植A ,B 两种作物,每种作物种植1垄,为有利于作物生长,要求A ,B 两种作物的间隔不小于6垄,则不同的种植方法共有______种.解:设这10垄田地分别为第1垄,第2垄,…,第10垄,要求A ,B 两垄作物的间隔不少于6垄,所以第一步选垄的方式共有(1,8),(1,9),(1,10),(2,9),(2,10),(3,10)这6种选法,第二步种植两种作物共有=2种种植法,所以共有6×2=12种选垄种植方法.34A 22A【评述】排列组合是解决计数问题的一种重要方法.但要注意,计数问题的基本原理是分步计数原理和分类计数原理,是最普遍使用的,不要把计数问题等同于排列组合问题.对某些计数问题,当运用公式很难进行时,适时采取原始的分类枚举方法往往是最好的.如例2.在具体的计数问题的解决过程中,需要决策的是,这个计数问题需要“分步”还是“分类”完成,再考虑这个计数问题是排列问题、组合问题还是一般的计数问题.如例1的两个问题.例3 某电子表以6个数字显示时间,例如09:20:18表示9点20分18秒.则在0点到10点之间,此电子表出现6个各不相同数字来表示时间的有______次.【分析】分步来确定电子表中的六个数字如下:第一步:确定第一个数字,只能为0,只有1种方法;第二步:确定第三位数字,只能为0至5中的一个数(又不能与首位相同),所以只有5种方法;第三步:确定第五位数字,也只能为0至5中的一个数(又不能与首位,第三位相同),所以只有4种方法;第四步:确定剩下三位数字,0至9共10个数字已用了3个,剩下的7个数字排列在2,4,6位共有种排法.由分步计数原理得:1×5×4×=4200种.【评述】做一件事情分多步完成时,我们一般先做限制条件较大的一步,如本题中,首37A 37A位受限条件最大,其次为三、五位,所以我们先排首位,再排三、五位,最后排其他位.例4 7个同学站成一排,分别求出符合下列要求的不同排法的种数.(1)甲站在中间;(2)甲、乙必须相邻;(3)甲在乙的左边(但不一定相邻);(4)甲、乙、丙相邻;(5)甲、乙、丙两两不相邻;解:(1)甲站在中间,其余6名同学任意排列,故不同排法有=720.(2)第一步:先把甲、乙捆绑,视为一个元素,连同其余5个人全排列,共有种排法;第二步:给甲、乙松绑,有种排法,此题共有=1440种不同排法.(3)在7名同学站成一排的种排法中,“甲左乙右”与“甲右乙左”的站法是一一对应的,各占一半,因此甲站在乙的左边(不要求相邻)的不同排法共有÷2=2520种.(4)先把甲、乙、丙视为一个元素,连同其余4名同学共5个元素的全部排列数有种,再结合甲、乙、丙3个人之间的不同排列有种,此题的解为:=720. (5)先让除甲、乙、丙外的4个人站好,共有种站法,让甲、乙、丙3人插空,由于4个人形成5个空位,所以甲、乙、丙共有种站法,此题答案.【评述】当要求某几个元素排在一起时,我们常将这几个元素捆绑在一起作为一个元素与其他元素进行排列如例4(2),(4).66A 66A 22A 66A 22A 77A 77A 55A 33A 55A 33A 44A 35A 14403544 A A当要求某几个元素不相邻时,我们常常先排其他元素,然后再将这几个元素排在已排好的其他元素的空中如例4(5).例5 4个不同的球,4个不同的大盒子,把球全部放入盒内,恰有一个盒不放球,共几种放法?【分析】先将4个球分成3组,共有种分组方法;再将3组球放在4个盒子里,是排列问题,有24种方法,所以,共有种不同的放球方法.【评述】类似这种装球问题采取先分组后装球的方法比较好.例6某班组有10名工人,其中4名是女工.从这10个人中选3名代表,其中至少有一名女工的选法有多少种?解法1:至少有一名女工的情形有三类:1名女工和2名男工;2名女工和1名男工;3名女工,把这3类选法加在一起,共有种不同的选法.解法2:与“至少有一名女工”选法相对立的是“没有女工”的选法,从所有的选法中除去“没有女工”的选法,剩下的即为所求,共有.【评述】当涉及“至少”或“至多”的问题时,从大的方向看我们常常是对其分类讨论,运用分类计数原理解决问题,当然,也可以考虑问题的对立面再用减法进行计算.例7 如图,用六种不同的颜色给图中的4个格子涂色,每个格子涂一种颜色,要求相邻的两个格子颜色不同,且两端的格子的颜色也不同,则不同的涂色方法共有多少种?624=C =34A 1443424=A C 1003416242614=++C C C C C 10036310=-CC【分析】如果按从左至右的顺序去涂色,当涂到第4个格子时会发现,第三个格子的颜色与第一个格子的颜色是否相同决定着第4个格子有几种涂色方法,即如果第三个格子的颜色与第一个格子的颜色是否相同是不确定的,则第四个格子的涂色情况不定.于是,我们要按照1、3两个格子颜色相同和不相同两种情况分类来处理这个计数问题.解:1、3两个格子颜色相同时,按分步计数原理,有6×5×1×5=150种方法;1、3两个格子颜色不相同时,按分步计数原理,有6×5×4×4=480种方法.所以,共有不同的涂色方法630种.例8 四面体的顶点和各棱中点共10个点,取4个不共面的点,不同取法有多少种?【分析】没有限制地从10个点中选出4个点,共有种不同选法,除去4点共面的选法即可.4点共面的选法有3类.(1)4个点在四面体A -BCD 的某一个面上,共有种共面的情况.(2)过四面体的一条棱上的3个点及对棱的中点,如图中点A ,E ,B ,G 平面,共计有6种共面的情况.410C 464C(3)过四面体的四条棱的中点,而且与一组对棱平行的平面,如图E ,F ,G ,H 平面,此类选法共有3种.综上,符合要求的选法共有种.例9 在给出的下图中,用水平或垂直的线段连结相邻的字母,按这些线段行走时,正好拼出“竞赛”即“CONTEST ”的路线共有多少条?【分析】“CONTEST ”的路线的条数与“TSETNOC ”路线的条数相同,如下右图,从左下角的T 走到边上的C 共有6步,每一步都有2种选择,由分步计数原理,所以下图中,“TSETNOC ”路线共有26=64条.所以本题的答案为64×2-1=127.【评述】例9的这种计数的方法常称之为对应法计数,它的理论基础为:如果两个集合之间可以建立一对一的对应关系,那么这两个集合的元素的个数相同.借助这个原理,如果一个集合元素的个数不好计算时,我们将其转化为求另一个集合元素的个数不失为一种较好的方法.例10 (1)计算的值; (2)计算的值;141)364(46410=++⨯-CC 59694858A A A A -+nn nnC C 321383+-+(3)证明:.(1)解:. (2)解:注意到中的隐含条件:n ≥m ,m ∈N ,n ∈N *,有解得,所以n =10. 所以,.(3)证明:.【评述】对于含排列组合式的恒等式证明及计算问题常用的方法有两种,一种是运用排列组合数的计算公式转化为代数恒等式的证明及代数式求值问题,另一种是运用组合数的一些性质进行计算及证明.常用的组合数的性质有:(1); (2);(3);(4).练习10-1mn m n m n A mA A 11+-=+275!93!85!9!94!8!84!4!9!3!9!4!8!3!859694858=⨯⨯=-⨯+⨯=-+=-+A A A A mn C ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥+≥->-≥,321,038,03,383n n n n n n 221219≤≤n 46613123030312830=+=+C C C C )!1(!)!1(!)1()!1(!)!(!1+-++-+-=+-+-=+⋅⋅-m n n m m n n m n m n n m m n n mA A m nm n m n A m n n m n n m n n m m n n m n 1]!)1[()!1()!1()!1()!1(!)!1(!)1(+=-++=+-+=+-++-+-=⋅⋅m n n m n C C -=11-++=m n m n m n C C C nn n n n n C C C C 2210=++++ΛΛΛ++=++3120n n n n C C C C一、选择题1.5位同学报名参加两个课外活动小组,每位同学限报其中的一个小组,则不同的报名方法共有( )(A)10种 (B)20种 (C)25种 (D)32种2.某班新年联欢会原定的5个节目已排成节目单,开演前又增加了两个新节目.如果将这两个节目插入原节目单中,那么不同插法的种数为( )(A)42 (B)30 (C)20 (D)123.四面体的一个顶点为A ,从其他顶点与棱的中点中取3个点,使它们和点A 在同一平面上,不同的取法有( )(A)30种 (B)33种 (C)36种 (D)39种4.某电脑用户计划用不超过500元的资金购买单价分别为60元、70元的单片软件和盒装磁盘,根据需要,软件至少买3片,磁盘至少买2盒,则不同的选购方式有( )(A)5种 (B)6种 (C)7种 (D)8种5.下列等式中正确的是( )(1);(2); (3); (4). (A)(1)(2)(B)(1)(2)(3)(C)(1)(3)(D)(2)(3)(4)11--=k n k n nC kC 111111+++=+k n k n C n C k kn k nC k k n C 11+-=+kn k n C n k C 1111++=++6.有两排座位,前排11个座位,后排12个座位,现安排2人就座,规定前排中间的3个座位不.能坐,并且这2人不左右相邻,那么不同排法的种数是( )(A)234种(B)346种(C)350种(D)363种二、填空题7.从集合{0,1,2,3,5,7,11}中任取3个元素分别作为直线方程Ax+By+C=0中的A、B、C,所得的经过坐标原点的直线有______条.(结果用数值表示)8.用数字0,1,2,3,4,5可以组成没有重复数字,并且比20000大的五位偶数共有______.9.马路上有12盏灯,为了节约用电,可以熄灭其中3盏灯,但两端的灯不能熄灭,也不能熄灭相邻的两盏灯,那么熄灯方法共有______种.10.将标号为1,2,…,10的10个球放入标号为1,2,…,10的10个盒子内,每个盒内放一个球,则恰好有3个球的标号与其所在盒子的标号不一致的放入方法共有______种.(以数字作答)11.从集合{O,P,Q,R,S}与{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}中各任取2个元素排成一排(字母和数字均不能重复),每排中字母O,Q和数字0至多只能出现一个的不同排法种数是______.(用数字作答)12.8个相同的球放进编号为1、2、3的盒子里,则放法种数为______.(以数值作答)§10-2 二项式定理【知识要点】1.二项式定理:.2.通项公式:,3.,,,…,,…,称为二项式系数,4.二项展开式的系数的性质:;.【复习要求】会求二项展开式中适合某种特殊条件的项;了解利用二项式定理进行近似计算,证明与组合数有关的等式或整数(整式)的整除性的方法.【例题分析】例1 在二项式的展开式中,含x 4的项的系数是______. 解:, 令10-3r =4,得r =2,所以x 4项的系数是.例2 (1)若(1+x )n 的展开式中,x 3的系数是x 系数的7倍,求n 的值;(2)在(2+lg x )8的展开式中,二项式系数最大的项的值等于1120,求x 的值.解:(1)由已知,即,整理得n 2-3n -40=0, 解得n =8或n =-5(舍).所以n =8.n n n r r n r n n n n n n n n b C b a C b a C b a C a C b a ++++++=+---ΛΛ222110)(r r n r n r b a C T -+=10n C 1n C 2n C r n C n n C n n n n n n C C C C 2210=++++ΛΛΛ++=++3120n n n n C C C C 52)1(xx -r r r r r r r x C xx C T 31055251)1()1()(--+-=-=10)1(225=-C 137n n C C =n n n n 76)2)(1(=--(2)(2+lg x )8的展开式中共有9项,二项式系数最大的项为第5项.由已知,,整理得(lg x )4=1,所以lg x =±1,解得x =10或 例3 求的展开式中x 的系数为有理数的项的个数.解:, 若系数为有理数,则都必须是整数,即r 应为6的倍数. 又0≤r ≤100,所以r 的不同值有17个.所以x 的系数为有理数的项共有17项.例4 已知的展开式中,第3项与第6项的系数互为相反数,求展开式中系数最小的项.解: 由已知,所以n =7.所以第4项系数最小, 【评述】通项公式是二项式定理中常用的一个公式,要熟练掌握,同时注意系数、上标、下标之间的关系;注意系数、二项式系数的区别,如例2;注意运用通项公式求第3项时,r =2.如例4.1120)(lg 244485=⋅=⋅x C T ⋅=101x 1003)23(+x r rr rr r rr x C x C T ---+==1003210010*********·2·3·)2()3(3,2100r r -n n x )1(-,)1(,)1(1055556422223-----=-==-=n n n n n n n n x C xx C T x C x x C T 25n n C C =.35)1(37337374x x C xx C T -=-=-=-r r n r n r b a C T -+=1例5 已知(a 2+1)n 的展开式中的各项系数之和等于的展开式的常数项,而(a 2+1)n 的展开式中的系数最大项等于54,求a 的值,解:的展开式的第r +1项令T r +1为常数项,则20-5r =0,r =4,所以常数项 又(a 2+1)n 的展开式中的各项系数之和等于2n ,由题意得2n =16,所以n =4. 由二项式系数的性质知,(a 2+1)n 的展开式中的系数最大的项即为二项式系数最大的项,是中间项T 3,所以,解得. 例6 已知(1-2x )7=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 7x 7.求:(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:令x =1,则a 0+a 1+a 2+…+a 7=-1. ①令x =-1,则a 0-a 1+a 2-a 3+a 4-a 5+a 6-a 7=37. ②(1)易知a 0=1,所以a 1+a 2+…+a 7=a 0+a 1+a 2+…+a 7-a 0=-2;52)1516(xx +52)1516(xx +.)516()1()516(2520555251rr r r r rr x C x x C T ---+==.16516455=⨯=C T 54424=a C 3±=a(2)(①-②)÷2,得a 1+a 3+a 5+a 7==-1094; (3)(①+②)÷2,得a 0+a 2+a 4+a 6==1093; (4)方法1:因为(1-2x )7的展开式中a 1,a 3,a 5,a 7是负数,a 0,a 2,a 4,a 6是正数, 所以|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 7|=a 0+a 2+a 4+a 6-(a 1+a 3+a 5+a 7)=2187.方法2:因为|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 7|表示(1+2x )7的展开式中各项系数的和,令x =1,可得|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 7|=37=2187.【评述】通过给二项式定理中的字母赋值(根据式子的特点,常令字母为1或-1)的方式可以解决二项展开式系数整体求值的问题.例7 若多项式x 2+x 10=a 0+a 1(x +1)+a 2(x +1)2+…+a 9(x +1)9+a 10(x +1)10,则a 9=______.【分析】方法1:由于a 0+a 1(x +1)+a 2(x +1)2+…+a 9(x +1)9+a 10(x +1)10=x 2+x 10[-1+(x +1)2]+[-1+(x +1)10]=,则.方法2:由于等式左边x 10的系数为1,所以a 10=1,2317--2317+-10101091910)1()1()1(+++-+x C x C Λ10)1(9109-=-=C a又,等式左边x 9的系数为0,所以,所以a 9=-10.例8 除以100的余数为______.解: 前面各项均能被100整除,只有末尾两项不能被100整除,,所以9192除以100的余数为81.例9求(0.998)5精确到0.001的近似值.解:. 【评述】利用二项式定理求余数、求近似值是二项式定理的应用之一.例10 设a >1,n ∈N *且n ≥2,求证. 证明:设,则(x +1)n =a .欲证原不等式,即证nx <(x +1)n -1,其中x >0.,即有(x +1)n >nx +1,得证.例11 的展开式中常数项为______.(用数字作答) 解:求的常数项,即求展开式中的常数项及含x -2的项. 对于,. 令8-2r =0,即有r =4,.0109109=+a C a 9291190909090)190(9191922909291192920929292+++++=+=⋅⋅⋅⋅C C C C Λ81820082811909192+==+⋅C =-=55)002.01((0.998)990.0)002.0()002.0(2251505÷+-+-+ΛC C C na a n 11-<-x a n =-1)2(111)1(11110≥+=+>++++=+---n nx x C x C x C x C x n n n n n n n n n Λ82)1)(21(x x x -+82)1)(21(x x x -+8)1(xx -8)1(x x -r r r r r r r x C xx C T 288881)1()1(--+-=-=70)1(4845=-=C T令8-2r =-2,即有r =5,.所以常数项为70+2×(-56)=-42.练习10-2一、选择题1.若的展开式中的所有二项式系数和为512,则该展开式中的常数项为 (A)-84 (B)84 (C)-36 (D)362.已知的展开式中x 3的系数为,常数a 的值为( ) (A)1(B)2 (C)4 (D)8 3.在(1+x )5(1-x )4的展开式中,x 3的系数是( )(A)4 (B)-4 (C)8 (D)-84.若与同时有最大值,则m 的值是( ) (A)5 (B)4或5 (C)5或6 (D)6或7二、填空题5.(x 2+)6的展开式中常数项是______.(用数字作答) 6.若(x +1)n =x n +…+ax 3+bx 2+…+1,(n ∈N *),且a ∶b =3∶1,那么n =______.7.(n +1)n +1除以n 2(n >1)的余数为______.22585656)1(---=-=x x C T nx x )1(2-9)2(x x a -49nC 21m n C x18.观察下列等式:,,,,……由以上等式推测到一个一般的结论:对于___________.三、解答题9.在(3x +1)n 的展开式中,如果各项系数的和比各项二项式系数的和大992,求n 的值.10.若f (x )=(1+2x )m +(1+3x )n 展开式中x 的系数为13,则x 2的系数为( )11.当n ∈N *时,求证:2235515-=+C C 3799591922+=++C C C 511131391351311322-=+++C C C C 7151717131791751711722+=++++C C C C C =++++∈+++++1414914514114*,n n n n n C C C C n ΛN .3)11(2<+≤n n习题10一、选择题1.某校要求每位学生从7门课程中选修4门,其中甲、乙两门课程不能都选,则不同的选课方案有( )(A)35种 (B)25种 (C)20种 (D)16种2.将甲、乙、丙、丁四名学生分到三个不同的班,每个班至少分到一名学生,且甲、乙两名学生不能分到同一个班,则不同分法的种数为( )(A)18 (B)24 (C)30 (D)363.从单词“equation ”中选取5个不同的字母排成一排,含有“qu ”(其中“qu ”相连且顺序不变)的不同排列共有( )(A)120种 (B)480种 (C)720种 (D)840种4.若=,则(a 0+a 2)2-(a 1+a 3)2的值为( )(A)-1(B)1 (C)0 (D)2 5.若的展开式中含有非零常数项,则正整数n 的最小值为( ) (A)10(B)6 (C)5 (D)3 6.若,则的值为( ) (A)2(B)0 (C)-1 (D)-23)32(+x 332210x a x a x a a +++n x x )23(32-)()21(20092009102009R ∈+++=-x x a x a a x Λ200920092122a a a a +++Λ二、填空题7.在(3-x )7的展开式中,x 5的系数是______.(用数字作答)8.从6名男生和4名女生中,选出3名代表,要求至少有一名女生,则不同的选法有______种.9.有6个座位连成一排,现有3人就座,则恰有两个空座位相邻的不同坐法有______种.10.(x -y )10的展开式中,x 7y 3的系数与x 3y 7的系数之和等于______.11.数列a 1,a 2,…,a 7,其中恰好有5个2和2个4,调换a 1至a 7各数的位置,一共可以组成不同的数列(含原数列)______个.12.2010年广州亚运会组委会要从小张、小赵、小李、小罗、小王五名志愿者中选派四人分别从事翻译、导游、礼仪、司机四项不同工作,若其中小张和小赵只能从事前两项工作,其余三人均能从事这四项工作,则不同的选派方案共有______种.三、解答题13.已知(1+x )+(1+x )2+…+(1+x )n =a 0+a 1x +a 2x 2+…+a n x n ,若a 1+a 2+a 3+…+a n -1=509-n ,求n .14.已知n 是等差数列4,7,10,13,…中的一项.求证的展开式中不含常数项.n xx )1(专题10 排列组合二项式定理参考答案练习10-1一、选择题1.D 2.A 3.B 4.C 5.B 6.B二、填空题7.30; 8.240; 9.56; 10.240; 11.8424; 12.45.练习10-2一、选择题1.B 2.C 3.B 4.C二、填空题5.15; 6.11; 7.n +1; 8.24n -1+(-1)n 22n -1.三、解答题9.解:令x =1,得各项系数和为4n ,又各项二项式系数和为2n ,所以4n -2n =992.22n -2n -992=0,解得n =5.10.解:f (x )=(1+2x )m +(1+3x )n 展开式中含x 的项,由2m +3n =13,m ,n 为正整数,得m =2,n =3或m =5,n =1,当m =2,n =3时,求得x 2的系数为31;当m =5,n =1时求得x 2的系数为40,故x 2的系数为31或40.x n m x C x C n m )32(3211+=+11.证明:, 因为, 所以 所以习题10一、选择题1.B 2.C 3.B 4.A 5.C 6.C二、填空题7.-189; 8.100; 9.72; 10.-240; 11.21; 12.36.三、解答题13.解:令x =1,得2+22+23+…+2n =a 0+a 1+a 2+…+a n -1+a n .令x =0,则a 0=n . 又由已知可得a n =1.∴,化简得2n =256,∴n =8. 14.解:用反证法,假设第r +1项为常数,即为常数项.又等差数列4,7,10,13,…的第k 项为a k =4+(k -1)×3=3k +1(k ∈N *).2111111)11(1221=+≥++++=+⋅⋅⋅⋅nC n C n C n C n n n n n n n nΛ121!1)11()21)(11(!1)!(!!1-≤≤----==-=⋅k k k knk n k n n k n k n k n n C ΛΛn n n n n n n n n n n C n C n C n C n C n 1·121111)11(22221+++≤++++=+⋅⋅⋅⋅ΛΛ.32132121212112<-=++++≤--n n Λ.3)11(2<+≤nn1)509(12)12(2+-+=--n n n 2321r n r nr rn r nr xC xxC T ---+==⋅令n =3k +1,T r +1为常数项,则 即,∵k ∈N *,这与,且r ∈N 矛盾,所以它没有常数项..02313,023=-+=-r k r n 322+=k r。