专题11 计数原理【2023高考必备】2013-2022十年全国高考数学真题分类汇编(解析版)

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【题目栏目】计数原理\二项式定理\二项展开式通项公式的应用
【题目来源】2020年高考数学课标Ⅲ卷理科·第14题
18.(2018年高考数学课标卷Ⅰ(理)·第15题)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】16
解析:方法一:直接法,1女2男,有 ,2女1男,有
【题目栏目】计数原理\二项式定理\二项式定理
【题目来源】2020年高考数学课标Ⅰ卷理科·第8题
5.(2019年高考数学课标Ⅲ卷理科·第4题) 的展开式中 的系数为()
A.12B.16C.20D.24
【答案】【答案】A
【解析】因为 ,所以 的系数为 ,故选A.
【点评】本题主要考查二项式定理,利用展开式通项公式求展开式指定项的系数,是常规考法。
(2)求两个多项式的积的特定项,可先化简或利用分类加法计数原理讨论求解.
【题目栏目】计数原理\二项式定理\二项展开式通项公式的应用
【题目来源】2017年高考数学课标Ⅲ卷理科·第4题
9.(2017年高考数学课标Ⅱ卷理科·第6题)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()
2013-2022十年全国高考数学真题分类汇编
专题11计数原理
一、选择题
1.(2020年新高考I卷(山东卷)·第3题)6名同学到甲、乙、丙三个场馆做志愿者,每名同学只去1个场馆,甲场馆安排1名,乙场馆安排2名,丙场馆安排3名,则不同 安排方法共有()
A.120种B.90种
C.60种D.30种
【答案】C
现在可看成是3组同学分配到3个小区,分法有:
根据分步乘法原理,可得不同的安排方法 种
故答案为: .
【点睛】本题主要考查了计数原理的综合应用,解题关键是掌握分步乘法原理和捆绑法的使用,考查了分析能力和计算能力,属于中档题.
【题目栏目】计数原理\两个计数原理的综合应用
【题目来源】2020年高考数学课标Ⅱ卷理科·第14题
【题目栏目】计数原理\二项式定理\二项展开式通项公式的应用
【题目来源】2019年高考数学课标Ⅲ卷理科·第4题
6.(2018年高考数学课标Ⅲ卷(理)·第5题) 的展开式中 的系数为()
A. B. C. D.
【答案】C
解析: 展开式的通项公式为 ,令 ,解得 ,故含 的系数为 ,故选C.
【题目栏目】计数原理\二项式定理\二项展开式通项公式的应用
【解析】 有 种走法, 有 种走法,由乘法原理知,共 种走法
故选B.
【题目栏目】计数原理\组合问题
【题目来源】2016高考数学课标Ⅱ卷理科·第5题
11.(2015高考数学新课标1理科·第10题) 的展开式中, 的系数为()
A.10B.20C.30D.60
【答案】C
解析:在 的5个因式中,2个取因式中 剩余的3个因式中1个取 ,其余因式取y,故 的系数为 =30,故选C.
【题目栏目】计数原理\二项式定理\二项展开式通项公式的应用
【题目来源】2016高考数学课标Ⅰ卷理科·第14题
20.(2015高考数学新课标2理科·第15题) 的展开式中 的奇数次幂项的系数之和为32,则 __________.
【答案】
分析:由已知得 ,故 的展开式中x的奇数次幂项分别为 , , , , ,其系数之和为 ,解得 .
【题目来源】2013高考数学新课标2理科·第5题
13.(2013高考数学新课标1理科·第9题)设m为正整数, 展开式的二项式系数的最大值为 , 展开式的二项式系数的最大值为 ,若13 =7 ,则 =()
A.5B.6C.7D.8
【答案】B
解析:由题知 = , = ,∴13 =7 ,即 = ,
解得 =6,故选B.
考点:本题主要考查利用排列组合知识计算二项式展开式某一项的系数.
【名师点睛】本题利用排列组合求多项展开式式某一项的系数,试题形式新颖,是中档题,求多项展开式式某一项的系数问题,先分析该项的构成,结合所给多项式,分析如何得到该项,再利用排列组知识求解.
【题目栏目】计数原理\二项式定理\二项展开式通项公式的应用
A.2种B.3种C.6种D.8种
【答案】C
解析:第一步,将3名学生分成两个组,有 种分法
第二步,将2组学生安排到2个村,有 种安排方法
所以,不同的安排方法共有 种,故选:C
【题目栏目】计数原理\排列与组合问题的综合应用
【题目来源】2020新高考II卷(海南卷)·第6题
3.(2021年高考全国乙卷理科·第6题)将5名北京冬奥会志愿者分配到花样滑冰、短道速滑、冰球和冰壶4个项目进行培训,每名志愿者只分配到1个项目,每个项目至少分配1名志愿者,则不同的分配方案共有()
【题目来源】2018年高考数学课标Ⅲ卷(理)·第5题
7.(2017年高考数学新课标Ⅰ卷理科·第6题) 展开式中 的系数为()
A. B. C. D.
【Hale Waihona Puke 案】C【解析】因为 ,则 展开式中含 的项为 , 展开式中含 的项为 ,故 前系数为 ,选C.
【考点】二项式定理
【点评】对于两个二项式乘积的问题,第一个二项式中的每项乘以第二个二项式的每项,分析好 的项共有几项,进行加和.这类问题的易错点主要是未能分析清楚构成这一项的具体情况,尤其是两个二项式展开式中的 不同.
17.(2020年高考数学课标Ⅲ卷理科·第14题) 的展开式中常数项是__________(用数字作答).
【答案】
解析:
其二项式展开通项:
当 ,解得
的展开式中常数项是: .
故答案为: .
【点睛】本题考查二项式定理,利用通项公式求二项展开式中的指定项,解题关键是掌握 的展开通项公式 ,考查了分析能力和计算能力,属于基础题.
三、填空题
15.(2022新高考全国I卷·第13题) 展开式中 的系数为________________(用数字作答).
【答案】-28
解析:因为 ,
所以 的展开式中含 的项为 ,
的展开式中 的系数为-28
故答案为:-28
【题目栏目】计数原理\二项式定理\二项展开式中的系数和问题
【题目来源】2022新高考全国I卷·第13题
【题目栏目】计数原理\组合问题
【题目来源】2017年高考数学课标Ⅱ卷理科·第6题
10.(2016高考数学课标Ⅱ卷理科·第5题)如图,小明从街道的 处出发,先到 处与小红会合,再一起到位于 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.24B.18C.12D.9
【答案】B
故选:C.
【点睛】本题考查排列组合的应用问题,属基础题,关键是首先确定人数的分配情况,然后利用先选后排思想求解.
【题目栏目】计数原理\排列与组合问题的综合应用
【题目来源】2021年高考全国乙卷理科·第6题
4.(2020年高考数学课标Ⅰ卷理科·第8题) 的展开式中x3y3的系数为()
A.5B.10C.15D.20
解析:首先从 名同学中选 名去甲场馆,方法数有 ;然后从其余 名同学中选 名去乙场馆,方法数有 ;最后剩下的 名同学去丙场馆.故不同的安排方法共有 种.故选:C
【题目栏目】计数原理\排列与组合问题的综合应用
【题目来源】2020年新高考I卷(山东卷)·第3题
2.(2020新高考II卷(海南卷)·第6题)要安排3名学生到2个乡村做志愿者,每名学生只能选择去一个村,每个村里至少有一名志愿者,则不同的安排方法共有()
【题目来源】2015高考数学新课标1理科·第10题
12.(2013高考数学新课标2理科·第5题)已知 的展开式中 的系数为5,则 等于()
A.-4B.-3C.-2D.-1
【答案】D
解析: 中含 的项为: ,即
考点:(1)10.7.1求二项展开式的指定项或指定项系数;
难度:B
备注:高频考点
【题目栏目】计数原理\二项式定理\二项展开式通项公式的应用
考点:二项式定理.
【题目栏目】计数原理\二项式定理\二项展开式通项公式的应用
A. B.
C. D.
【答案】ACD
解析:对于A选项, , ,所以, ,A选项正确;
对于B选项,取 , , ,而 ,则 ,即 ,B选项错误;
对于C选项, ,
所以, ,

所以, ,因此, ,C选项正确;
对于D选项, ,故 ,D选项正确.
故选ACD.
【题目栏目】计数原理\二项式定理\二项式定理的应用
【题目来源】2021年新高考全国Ⅱ卷·第12题
考点: (1)10.7.2求最大系数或系数最大的项;(2)13.1.1函数与方程思想.
难度:A
备注:高频考点
【题目栏目】计数原理\二项式定理\二项展开式通项公式的应用
【题目来源】2013高考数学新课标1理科·第9题
二、多选题
14.(2021年新高考全国Ⅱ卷·第12题)设正整数 ,其中 ,记 .则()
16.(2020年高考数学课标Ⅱ卷理科·第14题)4名同学到3个小区参加垃圾分类宣传活动,每名同学只去1个小区,每个小区至少安排1名同学,则不同的安排方法共有__________种.
【答案】
解析: 4名同学到3个小区参加垃圾分类宣传活动,每名同学只去1个小区,每个小区至少安排1名同学
先取2名同学看作一组,选法有:
【答案】C
【解析】 展开式的通项公式为 ( 且 )
所以 的各项与 展开式的通项的乘积可表示为:

在 中,令 ,可得: ,该项中 的系数为 ,
在 中,令 ,可得: ,该项中 的系数为
所以 的系数为
故选:C
【点睛】本题主要考查了二项式定理及其展开式的通项公式,还考查了赋值法、转化能力及分析能力,属于中档题.
A.12种B.18种C.24种D.36种
【答案】D
【命题意图】本题主要考查基本计数原理的应用,以考查考生的逻辑分析能力和运算求解能力
为主.
【解析】解法一:分组分配之分人
首先分组
将三人分成两组,一组为三个人,有 种可能,另外一组从三人在选调一人,有 种可
能;
其次排序
两组前后在排序,在对位找工作即可,有 种可能;共计有36种可能.
A.60种B.120种C.240种D.480种
【答案】C
解析:根据题意,有一个项目中分配2名志愿者,其余各项目中分配1名志愿者,可以先从5名志愿者中任选2人,组成一个小组,有 种选法;然后连同其余三人,看成四个元素,四个项目看成四个不同的位置,四个不同的元素在四个不同的位置的排列方法数有4!种,根据乘法原理,完成这件事,共有 种不同的分配方案,
解法二:分组分配之分工作
工作分成三份有 种可能,在把三组工作分给3个人有 可能,共计有36种可能.
解法三:分组分配之人与工作互动
先让先个人个完成一项工作,有 种可能,剩下的一项工作在有3人中一人完成有
种可能,但由两项工作人数相同,所以要除以 ,共计有36种可能.
解法四:占位法
其中必有一个完成两项工作,选出此人,让其先占位,即有 中可能;剩下的两项工作
则 的系数为 .
故选C.
【考点】二项式展开式的通项公式
【点评】(1)二项式定理的核心是通项公式,求解此类问题可以分两步完成:第一步根据所给出的条件(特定项)和通项公式,建立方程来确定指数(求解时要注意二项式系数中n和r的隐含条件,即n,r均为非负整数,且n≥r,如常数项指数为零、有理项指数为整数等);第二步是根据所求的指数,再求所求解的项.
【题目栏目】计数原理\二项式定理\二项展开式通项公式的应用
【题目来源】2017年高考数学新课标Ⅰ卷理科·第6题
8.(2017年高考数学课标Ⅲ卷理科·第4题) 的展开式中 的系数为()
A. B. C.40D.80
【答案】C
【解析】 ,
由 展开式的通项公式: 可得:
当 时, 展开式中 的系数为 ,
当 时, 展开式中 的系数为 ,
由剩下的两个人去完成,即有 种可能,按分步计数原理求得结果为36种可能.
解法五:隔板法和环桌排列
首先让其环桌排列,在插两个隔板,有 种可能,在分配给3人工作有 种可能,按分
步计数原理求得结果为36种可能.
【知识拓展】计数原理属于必考考点,常考题型有1.排列组合;2.二项式定理,几乎二者是隔一年或隔两年交互出题,排列组合这种排序问题常考,已经属于高考常态,利用二项式定理求某一项的系数或求奇偶项和也已经属于高考常态,尤其是利用二项式定理求某一项的系数更为突出.
根据分类计数原理可得,共有12+4=16种,
方法二,间接法: 种.
【题目栏目】计数原理\排列问题
【题目来源】2018年高考数学课标卷Ⅰ(理)·第15题
19.(2016高考数学课标Ⅰ卷理科·第14题) 的展开式中, 的系数是.(用数字填写答案)
【答案】10【解析】设展开式的第 项为 , ∴ .
当 时, ,即 .故答案为10.
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