2012版步步高高考数学考前三个月专题复习课件7(1):概率与统计、算法初步、复数

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专题七
概率与统计、算法 初步、复数
§1 排列、组合和二项式定理 真题热身
1.(2011· 大纲全国,改编)4 位同学每人从甲、乙、丙 3 门课 程中选修 1 门,则恰有 2 人选修课程甲的不同选法共有
24 ________种.
解析 分三步, 第一步先从 4 位同学中选 2 人选修课程甲,
2 共有 C4种不同的选法,第二步给第 3 位同学选课程,必须
5 ∴含 x 的项为 C4· C5·5+C5· C4· 24=240x. x· 5 2 1· 5 x· 5
r 2
x r 9 3 =4x , 2
方法二
(x2+3x+2)5 展开式中的一次项是 5 个括号中有 1 个括
号内取 3x,其余 4 个括号内取常数项 2 相乘得到的,即 C1· C4·4=240x. 5 3x· 4 2
解析
(1)方法一
可分两种互斥情况:A 类选 1 门,B 类选 2
门或 A 类选 2 门,B 类选 1 门,共有 C1C2+C2C1=18+12= 3 4 3 4 30(种)选法. 方法二 总共有 C3=35(种)选法,减去只选 A 类的 C3=1(种), 7 3
3 再减去只选 B 类的 C4=4(种),故有 30(种)选法.
当中间数为 8 时,有 7×8=56(个); 当中间数为 9 时,有 8×9=72(个); 故符合条件的数的个数为: 2+6+12+20+30+42+56+72=240.
答案
240
归纳拓展
既有分类原理又有分步原理的问题,“先分类,
再分步”是一个重要的计数原则,在计数时应让两个原理协 同作用. 在应用分类加法计数原理时, 要注意“类”与“类” 间的独立性与并列性;在应用分步乘法计数原理时,要注意 “步”与“步”间的连续性.掌握好分类讨论的标准,设计 好分类方案,防止重复和遗漏.
归纳拓展
求二项展开式中某指定项的系数、二项式系数或特
定项问题,是二项式定理的基本问题,通常用通项公式来解 决.在应用通项公式时,要注意以下几点: (1)它表示二项展开式中的任意项,只要 n 与 r 确定,该项就随 之确定; (2)Tr+ 1 是展开式中的第 r+1 项,而不是第 r 项; (3)公式中 a,b 的指数和为 n,a,b 不能随便颠倒位置; (4)要将通项中的系数和字母分离开,以便于解决问题; (5)对二项式(a-b)n 展开式的通项公式要特别注意符号问题.
1 “2”出现 1 次,“3”出现 3 次,共可组成 C4=4(个)四
位数.
2 “2”出现 2 次,“3”出现 2 次,共可组成 C4=6(个)四
位数.
3 “2”出现 3 次,“3”出现 1 次,共可组成 C4=4(个)四
位数. 综上所述,共可组成 14 个这样的四位数.
3.(2011· 大纲全国)(1- x)20 的二项展开式中,x 的系数与 x9
(2)设第 r+1 项是含 x 的项,则有 得x
r- 9
3
a - Cr 9 r- 9
x


3 x =x3,故 r-9=3,即 r=8. 2 18 9 8 ∴C9a- =4,∴a=4. 2 (3)方法一 ∵(x2+3x+2)5=(x+1)5(x+2)5,由于 (x2+3x+2)5 的展开式中含 x 的项是(x+1)5 展开式中的一次项 与(x+2)5 展开式中的常数项之积, 以及(x+1)5 展开式中的常数 项与(x+2)5 展开式中的一次项之积的代数和.
1 (2)因为 C0+Cn+C2=79,所以 n=12 或 n=-13(舍去). n n
设 Tk+ 1 项的系数最大. 1 12 1 12 因为 +2x = (1+4x)12, 2 2 Ck 4k≥Ck- 14k- 1 12 12 k k 所以 k+ 1 k+ 1 ,所以 9.4≤k≤10.4. C124 ≥C12 4 又因为 0≤k≤12 且 k∈N,所以 k=10. 所以展开式中系数最大的项为 T11. 1 12 10 10 10 T11= C124 x =16 896x10. 2

(3)赋值法解二项式定理有关问题,如 3n=(1+2)n=C0+C1·1+C2·2+„+Cn·n 等. n n2 n2 n2
分类突破
一、两个计数原理的应用 例 1 如果一个三位பைடு நூலகம்整数如“a1a2a3”满足 a1<a2,且 a3<a2, 则称这样的三位数为凸数(如 120,343,275 等), 那么所有凸数 的个数为________.
2 C0=Cn,C1=Cn-1,Cn=Cn-2,„,Cr =Cn- r. n n n n n n n
②二项式系数的和等于 2n,即 C0+C1+C2+„+Cn=2n. n n n n ③二项式展开式中, 偶数项的二项式系数和等于奇数项的二
5 0 2 项式系数和,即 C1+C3+Cn+„=Cn+Cn+C4+„=2n 1. n n n
解得 n=7 或 n=14,当 n=7 时,展开式中二项式系数 最大的项是 T4 和 T5. 所以 T4 的系数为 T5 的系数为
2
3 1 4 3 35 C7 ×2 = ,
2
2
4 1 3 C7 ×24=70.
当 n=14 时,展开式中二项式系数最大的项是 T8. 7 1 7 7 所以 T8 的系数为 C14 2 =3 432. 2
变式训练 1 甲组有 5 名男同学、3 名女同学;乙组有 6 名男 同学、2 名女同学.若从甲、乙两组中各选出 2 名同学,则 选出的 4 人中恰有 1 名女同学的不同选法共有________种. 345
1 解析 分类:若这名女同学是甲组的,则选法有 C3· 1· 2, C5 C6 2 若这名女同学是乙组的,则选法有 C5· 1· 1, C2 C6 1 2 ∴符合条件的选法共有 C3C1C2+C5C1C1=345(种). 5 6 2 6
0 的系数之差为________.
解析
1 r r r r r ∵Tr+1=C20(-x 2 ) =(-1) · 20· 2 C x

2 ∴x 与 x9 的系数分别为 C20与 C18. 20 2 2 又∵C20=C18,∴C20-C18=0. 20 20
考点整合
1.两个计数原理 分类计数原理与分步计数原理, 都是关于完成一件事的不同 方法种数的问题. “分类”与“分步”的区别:关键是看事件完成情况,如果 每种方法都能将事件完成则是分类; 如果必须要连续若干步 才能将事件完成则是分步. 分类要用分类计数原理将种数相 加;分步要用分步计数原理将种数相乘. 2.排列、组合 (1) 排列数 公式 A m = n(n- 1)(n- 2)„(n- m+ 1) , A m = n n n! n ,An=n! ,0!=1(n∈N*,m∈N*,m≤n). (n-m)!
答案
(1)30
(2)42
归纳拓展
解排列、组合问题,常用的方法有:直接计算法与
间接(剔除)计算法;分类法与分步法;元素分析法和位置分析 法;插空法和捆绑法等. 对于排列、组合的综合题目,一般是将符合要求的元素取出或 进行分组,再对取出的元素或分好的组进行排列,即一般策略 为先组合后排列.分组时,要注意“平均分组”与“不平均分 组”的差异及分类的标准.
变式训练 2 四张卡片上分别标有数字“2”“0”“0”“9”, 其中“9”可当“6”用,则由这四张卡片可组成不同的四位
12 数的个数为________.
2 解析 先在后三位中选两个位置填两个数字“0”有 C3种填
法,再排另两张卡片有 A2种排法,再决定用数字“9”还是 2
2 “6”有两种可能,所以共可排成 2C3A2=12(个)四位数. 2
(2)组合数公式及性质 Am n(n-1)(n-2)„(n-m+1) n Cm= m= , n Am m! n! - - m Cn = ,C0 =1,Cm=Cn m,Cm+1=Cm+Cm 1. m n n n n n m!(n-m)! (3)应用题 ①解排列组合问题应遵循的原则:先特殊后一般,先选后排, 先分类后分步. ②常用策略:(a)相邻问题捆绑法;(b)不相邻问题插空法; (c)多排问题单排法;(d)定序问题倍缩法;(e)多元问题分类法; (f)有序分配问题分步法;(g)交叉问题集合法;(h)至少或至多 问题间接法;(i)选排问题先取后排法;(j)局部与整体问题排除 法;(k)复杂问题转化法.
四、二项式定理中的“赋值”问题 例 4 若(1-2x)
2 011
=a0+a1x+„+a2 011x
2 011
a1 a2 (x∈R),则 + 2 2 2
a2 011 -1 +„+ 2 011的值为________. 2
解析 ∵(1-2x)2 011=a0+a1x+„+a2 011x2 011(x∈R), 1 ∴令 x=0,则 a0=1,令 x= , 2 12 011 a1 a2 a2 011 1-2× 则 2 =a0+ 2 +22+„+22 011=0, a1 a2 a2 011 其中 a0=1,所以 + 2+„+ 2 011=-1. 2 2 2
三、求二项展开式的通项、指定项 2 1 9 例 3 (1)求x - 的展开式中的常数项; 2x a 9 x 9 3 (2)已知 - 的展开式中 x 的系数为4,求常数 a 的值; 2 x (3)求(x2+3x+2)5 的展开式中含 x 的项.
解 (1)设第 r+1 项为常数项,则 1 r 1r r 18-3r r 2 9-r - Tr+1=C9(x ) · 2x =-2 C9x . 令 18-3r=0,得 r=6,即第 7 项为常数项. 1 6 6 21 - C9= . T7 = 2 16 21 ∴常数项为16.
(2)分两类,第一类:甲排在第一位时,丙排在最后一位,中间
4 4 个节目无限制条件,有 A4种排法;第二类:甲排在第二位时,
从甲、乙、丙之外的 3 个节目中选 1 个节目排在第一位有 C1种 3
3 排法,其他 3 个节目有 A3种排法,故有 C1A3种排法,依分类 3 3
计数原理,知共有 A4+C1A3=42(种)编排方案. 4 3 3
3.二项式定理 (1)定理:(a+b)n=C0an+C1an- 1b+„+Cr an- rbr+„+ n n n
n Cn 1abn 1+Cnbn(n∈N*). n
- -
通项(展开式的第 r+1 项):Tr+ 1=Cr an- rbr,其中 Cr (r= n n 0,1,„,n)叫做二项式系数. (2)二项式系数的性质 ①在二项式展开式中, 与首末两端“等距离”的两项的二项 式系数相等,即
变式训练 3
1 已知 +2xn. 2
(1)若展开式中第 5 项、 6 项与第 7 项的二项式系数成等差 第 数列,求展开式中二项式系数最大的项的系数; (2)若展开式前三项的二项式系数和等于 79,求展开式中系 数最大的项.
6 解 (1)因为 C4+Cn=2C5,所以 n2-21n+98=0, n n
二、排列与组合 例2 (1)(2010· 大纲全国Ⅰ改编)某校开设 A 类选修课 3 门,B 类选修课 4 门,一位同学从中共选 3 门.若要求两类课程中 各至少选一门,则不同的选法共有__________种. (2)(2010· 山东改编)某台小型晚会由 6 个节目组成, 演出顺序 有如下要求:节目甲必须排在前两位,节目乙不能排在第一 位,节目丙必须排在最后一位.该台晚会节目演出顺序的编 排方案共有________种.
从乙、丙中选取,共有 2 种不同的选法,第三步给第 4 位 同学选课程,也有 2 种不同的选法,故共有 N=C2×2×2 4 =24(种)不同的选法.
2.(2011· 北京)用数字 2,3 组成四位数,且数字 2,3 至少都出现 14 一次,这样的四位数共有________个.(用数字作答)
解析
数字 2,3 至少都出现一次,包括以下情况:
解析 共分 8 类: 当中间数为 2 时,共有 120 和 121 两个数满足要求,即有 2 个; 当中间数为 3 时,有 2×3=6(个); 当中间数为 4 时,有 3×4=12(个); 当中间数为 5 时,有 4×5=20(个); 当中间数为 6 时,有 5×6=30(个); 当中间数为 7 时,有 6×7=42(个);
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