内容正文:
第10章 计数原理、概率、随机变量及其分布
第二节 二项式定理
1.(2024·开封模拟)展开式中的常数项是( )
A.-160 B.-20
C.20 D.160
2.(1+x)2+(1+x)3+…+(1+x)9的展开式中x2的系数是( )
A.45 B.84
C.120 D.210
3.0.996的计算结果精确到0.001的近似值是( )
A.0.940 B.0.941
C.0.942 D.0.943
4.(多选题)已知展开式中的第三项的系数为45,则( )
A.n=9
B.展开式中所有系数的和为1 024
C.二项式系数最大的项为中间项
D.含x3的项是第7项
5.在的展开式中,x2的系数是________.
6.(2022·浙江卷)已知多项式(x+2)·(x-1)4=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,则a2=______,a1+a2+a3+a4+a5=________.
7.已知①展开式中的所有项的系数之和与二项式系数之和的比为243∶32;②展开式中的前三项的二项式系数之和为16,在这两个条件中任选一个条件,补充在下面问题中的横线上,并完成解答.
问题:已知二项式,________.
(1)求展开式中的二项式系数最大的项;
(2)求展开式中的系数最大的项.
注:如果选择多个条件分别作答,按第一个解答计分.
8.已知(1-2x)2 024=a0+a1x+a2x2+…+a2 024x2 024.
(1)求展开式中所有奇次项系数的和;
(2)求展开式中所有偶次项系数的和;
(3)求的值.
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9.设复数x=(i是虚数单位),则x+x2+x3+…+x2 024=( )
A.0 B.-2
C.-1+i D.-1-i
10.(数学与文化)在中国南北朝时期的著作《孙子算经》中,对同余除法有较深的研究.设a,b,m(m>0)为整数,若a和b被m除得的余数相同,则称a和b对模m同余,记为a≡b(mod m).若a=+×3+×32+…+×320,a≡b(mod 5),则b的值可以是( )
A.2 004 B.2 005
C.2 025 D.2 026
11.(多选题)关于多项式的展开式,下列结论中正确的有( )
A.各项系数之和为0
B.各项系数的绝对值之和为256
C.存在常数项
D.含x的项的系数为-40
12.若(x2-a)的展开式中x6的系数为30,则a=________ ,展开式中的常数项为________.
13.(2024·泰安模拟)若(3x-4)5=a0+a1(x-1)+…+a5(x-1)5,则a1+2a2+3a3+4a4+5a5=________.
14.已知(1+2x)n展开式的二项式系数和为128,且(1+2x)n=.(1)求a2的值;
(2)求a1+a2+a3+…+an的值.
15.已知.
(1)若展开式中第5项、第6项与第7项的二项式系数成等差数列,求展开式中二项式系数最大的项的系数;
(2)若展开式中前三项的二项式系数和等于79,求展开式中系数最大的项.
答案解析
1、A 解析:展开式的通项公式为Tk+1=x-(6-k)·(-2x)k=x2k-6,
令2k-6=0,解得k=3,
故展开式中的常数项为-8=-160.故选A.
2、C 解析:(1+x)2+(1+x)3+…+(1+x)9的展开式中,含x2项的系数为+++…+==120.故选C.
3、B 解析:0.996=(1-0.01)6=×1-×0.01+×0.012-×0.013+…+×0.016=1-0.06+0.001 5-0.000 02+…+0.016≈0.941.
4、BCD 解析:展开式的第三项为T3=2=,所以第三项的系数为=45,所以n=10,故A错误;
在中,令x=1,得展开式中所有系数的和为210=1 024,故B正确;
展开式总共有11项,则二项式系数最大的项为中间项,故C正确;
的通项公式为Tk+1=k=,
令=3,解得k=6,所以含x3的项是第7项,故D正确.故选BCD.
5、60 解析:二项式展开式的通项公式为Tk+1=(2x3)6-k=(-1)k26-kx18-4k,令18-4k=2,解得k=4,所以x2的系数为(-1)4×22×=60.
6、8 -2 解析:含x2的项为·x·(-1)3+2·x2·(-1)2=-4x2+12x2=8x2,故a2=8;令x=0,得2=a0,令x=1,得0=a0+a1+a2+a3+a4+a5,所以a1+a2+a3+a4+a5=-2.
7、解:(1)选①:令x=1,得所有项的系数和为3n,又二项式系数和为2n,所以3n∶2n=243∶32,解得n=5.
选②:由题意得++=16,化简得n2+n-30=0,解得n=5(n=-6舍).
由上述可知展开式中的二项式系数最大的项为第三、四项.
因为Tk+1=(2x2)5-k=25-kx10-3k,
所以T3=25-2x10-6=80x4, T4=25-3x10-9=40x.
(2)(方法一)由(1)知,展开式中的系数依次为20,其中系数最大的项为T2和T3,T2=25-1x10-3=80x7,T3=25-2·x10-6=80x4.
(方法二)设展开式中的系数最大的项为Tk+1,则
所以
解得1≤k≤2.
因为k∈N*,所以k=1或k=2,
所以系数最大的项为T2和T3,T2=25-1x10-3=80x7,T3=25-2x10-6=80x4.
8、解:(1)当x=1时,有a0+a1+a2+…+a2 024=1①,
当x=-1时,有a0-a1+a2-a3+…-a2 023+a2 024=32 024②,
令(①-②)÷2,得a1+a3+a5+…+a2 023=.
(2)由(1)知,
令(①+②)÷2,得a0+a2+a4+…+a2 024=.
(3)令x=,得a0+=0,
令x=0,得a0=1,所以=-1.
9、A 解析:x==-1+i,
由于x+x2+x3+…+x2 024=(1+x)2 024-1=i2 024-1=1-1=0.
10、D 解析:若a=+×3+×32+…+×320 ,由二项式定理,得a=(1+3)20=420=(5-1)20 ,则a=×520-×519+…-×5+.因为×520-×519+…-×5能被5整除,所以a除以5余=1.又因为a≡b(mod 5),选项中只有2 026除以5余1.故选D.
11、ABC 解析:对于A,将x=1代入多项式,可得各项系数和为(1+1-2)4=0,故A正确.对于B,取多项式,将x=1代入多项式可得(1+1+2)4=256,所以原多项式各项系数的绝对值之和为256,故B正确.对于C,多项式可化为,则展开式的通项公式为Tk+1=(-2)k.当4-k=0,2,4,即k=4,2,0时,有常数项,即有常数项,且当k=0时,常数项为=6;当k=2时,常数项为×2×(-2)2=48;当k=4时,常数项为(-2)4=16,故原多项式的展开式的常数项为6+48+16=70,故C正确.对于D,当k=1时,展开式中含x的项为x×(-2)1=-24x;当k=3时,含x的项为x×(-2)3=-32x,故原多项式的展开式中含x的项的系数为-56,故D错误.故选ABC.
12、2 -294 解析:的展开式的通项公式为Tk+1==x10-2k,
令10-2k=4,解得k=3,所以x4的系数为;令10-2k=6,解得k=2,
所以x6的系数为,所以(x2-a)·的展开式中x6的系数为=30,解得a=2.
展开式中的常数项为x0=-294.
13、240 解析:已知(3x-4)5=a0+a1(x-1)+…+a5(x-1)5,对式子两边同时求导,
得15(3x-4)4=a1+2a2(x-1)+3a3(x-1)2+…+5a5(x-1)4,
令x=2,得15×(3×2-4)4=a1+2a2+…+5a5=240.
14、解:(1)由(1+2x)n展开式的二项式系数和为128,
可得2n=128=27,即n=7.
由(1+2x)7=[2(x+1)-1]7=[2(x+1)]7+6(-1)1+…+[2(x+1)](-1)6+(-1)7,
得a2=(-1)522=-84.
(2)令x+1=0,即x=-1,得a0=-1,
令x+1=1,即x=0,得a0+a1+a2+…+a7=1,所以a1+a2+…+a7=2.
15、解:(1)由+,整理得n2-21n+98=0,所以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·24=70.
当n=14时,展开式中二项式系数最大的项是T8,所以T8的系数为·27=3 432.
(2)由++=79,整理得n2+n-156=0,解得n=12或n=-13(舍去).
设第k+1项的系数最大,
因为(1+4x)12,
所以解得9.4≤k≤10.4.
又k∈N*,所以k=10.
所以展开式中系数最大的项为第11项,T11=·210·x10=16 896x10.
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