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【题海探秘】2024-2025高二下学期数学同步考点复习指南(人教A版2019选择性必修第三册)
大题突破2:二项式定理大题7考点综合训练
考点1 二项式指定项系数
1.(2025高二·北京延庆·期中)求的展开式中,
(1)含的项并说明它是展开式中的第几项;
(2)常数项的值和对应的二项式系数;
(3)二项式系数最大的项;
(4)各项二项式系数的和及各项系数的和.
【答案】(1),它是展开式中的第3项.
(2)60,15
(3)
(4)64,729
【分析】(1)利用二项式展开式的通项公式先写出,然后令,得,代入即可得出结果;
(2)根据(1)令,得,代入可得常数项;
(3)二项式系数最大的项为含有的项,可得,代入即可得出结果;
(4)所有的二项式系数之和为,令,则可得所有的项的系数之和.
【解析】(1)因为,所以展开式中第项为,
要使此项含,必须有,从而有,因此含的项为,它是展开式中的第3项.
(2)由(1)知要得到常数项,必须有,从而有,因此常数项为,其对应的二项式系数为.
(3)因为二项式系数最大的项为含有的项,所以,所以二项式系数最大的项.
(4)所有的二项式系数之和为,令,则所有的项的系数之和为.
2.(2025高二·全国月考)在二项式的展开式中,求:
(1)第4项;
(2)常数项;
(3)有理项.
【答案】(1)
(2)
(3),,,,
【分析】(1)根据二项式展开式的通项,即可根据求解;
(2)根据求解即可代入求解;
(3)根据的取值为整数可得,,代入即可得解.
【解析】(1)的展开式的通项为.
令,
则.
(2)由(1)中二项式展开式的通项,令,解得,所以常数项为
(3)由(1)中二项式展开式的通项,当时,是有理项,
分别为,,,,.
3.(2025高二·山西·期中)已知在的展开式中,第三项与第二项的系数之比为21:4.
(1)求的值;
(2)求展开式中所有的有理项.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据二项式的通项公式,结合题意进行求解即可;
(2)根据二项式的通项公式,结合有理项的性质进行求解即可.
【解析】(1)根据题意,第二项为,第三项为,
所以,解得.
(2)展开式中,其中.
当时,展开式为有理项:
;
;
;
;
,
即展开式中所有的有理项为.
4.(25-26高三·上海·单元测试)在的展开式中.求:
(1)第六项的系数;
(2)含的项.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)求出二项式的展开式的通项公式,代入可得结论;
(2)结合通项公式确定含项的项数,再求结论.
【解析】(1)的通项公式为,
第六项系数即时对应项的系数,其值为;
(2),,含的项为.
5.(2025高二·湖北十堰月考)已知的展开式中,第6项为常数项.
(1)求含项的系数;
(2)求展开式中所有的有理项.
【答案】(1)
(2),,.
【分析】将的值代入通项,令的指数为,即可求出结果;
令通项中的指数为整数,求出结果即可.
【解析】(1)通项公式为.
因为第项为常数项,所以时,有,解得.
令,解得.
所以含项的系数为.
(2)由题意可知,,
则可能的取值为,,.
所以第项,第项,第项为有理项,分别为,,.
6.(2024高三·全国月考)已知在的展开式中,第2项与第3项的二项式系数之比是.
(1)求的值;
(2)求展开式中的常数项,并指出是第几项;
【答案】(1);
(2)常数项为60,为第5项.
【分析】(1)由二项式系数之比列式求解即可;
(2)求出展开式的通项,再令的指数等于零,即可得解.
【解析】(1)依题意可得第2项的二项式系数为,第3项的二项式系数为,
∴,即,由,解得;
(2)展开式的通项为
,
令,解得,
∴,
∴常数项为60,为第5项.
考点2 两个二项式乘积指定项系数
7.(2025高三·上海月考)求的展开式中项的系数.
【答案】1008
【分析】分析出现的所有情况,后分类讨论,结合二项式定理通项公式求解即可.
【解析】在展开式中,的来源有:
第一个因式中取出,则第二个因式必出,其系数为;
第一个因式中取出1,则第二个因式中必出,其系数为;
所以的系数应为:.
8.(2025高二·广西钦州·期末)在二项式的展开式中,所有偶数项的二项式系数之和为32.
(1)求n;
(2)求第4项的系数;
(3)求的展开式的常数项.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据二项式系数和的性质即可求解,
(2)根据二项式展开式的通项特征即可求解,
(3)利用分配律,结合通项特征即可求解.
【解析】(1)由题意得所有偶数项的二项式系数之和为,
得,即.
(2)由题意得第4项为,
所以第4项的系数为.
(3),
在的展开式中,含的项为,
常数项为,
所以的展开式的常数项为
9.(2025高二·天津南开·期末)已知展开式中的常数项为.
(1)求实数的值;
(2)若展开式中各项系数的和为,求该展开式中的系数.
【答案】(1)
(2)0
【分析】(1)写出通项,令,即可得解;
(2)由的展开式中的各项系数的和为,令x=1,求得的值,再利用通项公式求展开式中的系数.
【解析】(1)根据题意,的通项,
令,得,则,解得;
(2)由(1)得,
因为其展开式中各项系数的和为,
令,得,解得,
所以,
因为展开式的通项为,
则展开式中项为,
故该展开式中的系数为0.
10.(2025高二·上海·期末)已知的二项展开式中各项的二项式系数和为64.
(1)求二项展开式的中间项;
(2)求展开式中的常数项.
【答案】(1)
(2)24
【分析】(1)根据二项展开式中各项的二项式系数求出n的值,再结合展开式的通项,即可求得答案;
(2)求出展开式中的常数项以及项,即可求得答案.
【解析】(1)由的二项展开式中各项的二项式系数和为64,
得,
的通项为,
二项展开式的中间项为第4项,即;
(2)结合(1)可得的常数项为,
展开式中的项为,
展开式中的常数项为.
11.(2025高二·黑龙江·期中)已知的展开式中,第3项的二项式系数与第2项的二项式系数的比为.
(1)求n的值,
(2)求展开式中的常数项;
(3)求展开式中含的项的系数.
【答案】(1)6
(2)160
(3)6252
【分析】(1)利用二项式系数的比值求出n;
(2)利用通项公式求解;
(3)利用通项公式分别写出与的符合题意得项,相乘再相加即可.
【解析】(1)根据题意,,
所以;
(2)由(1)二项式展开式的通项公式为
,
由得,所以展开式中的常数项为;
(3)由(1),
展开式中含项为:
所以展开式中含项的系数为6252.
考点3 三项式指定项系数
12.(2025高二·上海·假期作业)求的常数项.
【答案】70
【分析】对多项式变形,求出二项式展开式通项,令得,代入即可求解.
【解析】因为,
所以展开式通项为,
令得.
所以的常数项为第5项,.
13.(2025高二·全国·单元测试)已知.
(1)求;
(2)求;
(3)求.
【答案】(1)800;
(2);
(3)0.
【分析】
(1)利用多项式乘法法则,结合组合应用问题列式计算作答.
(2)利用赋值法计算作答.
(3)变形计算表达式,再利用赋值法计算作答.
【解析】(1)在展开式中,含的项为,
所以.
(2)令,
当时,,当时,,
所以.
(3)
.
因为,所以,
故
14.(2025高三·全国·对口高考)已知等式成立,求的值.
【答案】0
【分析】利用赋值法可求出结果.
【解析】令,得,
令,得,
所以.
15.(2025高三·全国月考)求的展开式中的常数项.
【答案】393
【分析】解法1:根据7个因式,结合计数原理求多项式展开式的常数项即可;
解法2:把三项式中两项变成一项,两次利用通项求解即可.
【解析】解法1:根据多项式展开式确定常数项,再根据乘法计数原理与加法计数原理求结果.
表示7个因式的乘积,
在这7个因式中,7个因式都选1,相乘可得常数项;
有1个因式选,有1个因式都选,其余的5个因式都选1,相乘可得常数项;
有2个因式选,有2个因式都选,其余的3个因式都选1,相乘可得常数项;
有3个因式选,有3个因式都选,其余的1个因式都选1,相乘可得常数项,
由多项式定理,得的展开式中的常数项为:
.
解法2:由二项式定理,得
①,
其中第项为 ②,
在的展开式中,设第k+1项为常数项,记为,
则 ③,
由③,令r-2k=0,则r=2k,所以r为偶数,
再根据①、②知,所求常数项为.
考点4 (二项式)系数和
16.(2025高二·全国月考)若,求:
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1)129;
(2)8256;
(3);
(4)16384.
【分析】(1)应用赋值法求得、,即可求值;
(2)应用赋值法得,结合(1)所得即得;
(3)根据(1)(2)所得可求;
(4)法一:根据奇偶数项系数的符号,及(2)(3)结果求值;法二:化为求中各项系数之和.
【解析】(1)令,则,
令,则①,
.
(2)令,则②,
由,得.
(3)由,得.
(4)法一:展开式中均小于零,均大于零,
.
法二:,即为展开式中各项的系数和,
.
17.(2025高二·全国月考)展开式中,求:
(1)二项式系数之和;
(2)各项系数之和;
(3)所有奇数项系数之和;
(4)各项系数绝对值的和.
【答案】(1)512
(2)
(3)
(4)
【分析】(1)根据二项式系数和的性质直接计算即可.
(2)令,即可求得各项系数之和.
(3)令,得,结合(2)的结果相加即可求解.
(4)结合展开式通项可知各项系数的符号,有,令,即可求得.
【解析】(1)设.
二项式系数之和为.
(2)令,,得各项系数之和.
(3)令,,得,
又,
两式相加得,
故所有奇数项系数之和为.
(4),
,,,,.
,
令,,得.
18.(2025高三·全国月考)已知,求解:
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1)1;
(2);
(3);
(4).
【分析】(1)应用赋值法,令即求值;
(2)先令求得,结合(1)结果作差,即可求值;
(3)问题化为求的系数和,再应用赋值法求值;
(4)对已知等式两边求导,再应用赋值法求值.
【解析】(1)令,得①.
(2)令,得②,
由①②,得,
.
(3)相当于求展开式的系数和,令,得.
(4),
两边分别求导,得,
令,得.
19.(2025高二·吉林长春·期末)已知
(1)求的值;
(2)求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)结合赋值法,即可求解;
(2)结合(1)的结论,以及赋值法,即可求解.
【解析】(1)的展开式中,当时,,通项公式为,
可知,,,,,,
所以,
当时,,
所以;
(2)根据题意,令,得,
由(1)知,,所以
20.(2025高二·辽宁葫芦岛·期末)已知,
(1)求的值;
(2)求的值;
(3)求展开式中系数的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据二项式通项特征即可求解,
(2)利用赋值法即可求解,
(3)根据通项特征,即可列不等式求解.
【解析】(1);
(2)令得
令得
则;
(3)的通项为,
令,①
②
代入得:解得,
解得,
解得,所以,
所以展开式中系数的最大值.
21.(2025高二·北京昌平·期末)设,求:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)0
(2)
(3)729
【分析】(1)(2)(3)根据给定的展开式,利用赋值法计算得解.
【解析】(1)在展开式中,令,得:,
令,得:,
所以.
(2)令,得:,
由(1)知,,
两式相加得:,
所以.
(3)令,得:.
22.(2025高二·福建莆田·期末)(1)求 的展开式中常数项;
(2)求的展开式中,二项式系数最大的项;
(3)已知,求的值.
【答案】(1)240;(2)第3项;(3)
【分析】(1)求出的展开式的通项公式可得答案; .
(2)根据二项式系数的性质,当为偶数时只有中间一项的二项式系数最大,利用展开式的通项可得答案;
(3)分别令、可得答案.
【解析】(1)的展开式的通项为,
令,得.
故常数项为; .
(2)根据二项式系数的性质,当为偶数时,只有中间一项的二项式系数最大,
故的展开式中,二项式系数最大的项为第3项,;
(3)在中,
令,得;
令,得,
所以.
23.(2025高二·辽宁·期末)设,求:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)16384.
【分析】(1)先取,得,进而分别代入和后两式相加可得,从而求得答案;
(2)由(1)可求得,根据展开式的通项可得运算得解.
【解析】(1)由条件,取,得到;
取,得到
取,得到
两式相加得到,
所以.
(2)根据(1)知:
展开式的通项为:,
故当为偶数时,对应系数为正;当为奇数时,对应系数为负,
故
.
24.(2025高二·江苏扬州·期中)已知.
(1)求
(2)求
(3)
【答案】(1);
(2)1093;
(3).
【分析】(1)根据赋值法取,然后可得;
(2)使用赋值法分别取,,两式相加然后可得;
(3)先求导,然后取可得.
【解析】(1)在中,取得,取得①,所以.
(2)取得②,①+②得,所以.
(3)令
则,
取,得.
25.(2025高三·吉林白城月考)若,其中.
(1)求的值;
(2)求.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)求出二项式展开式的通项公式,利用给定系数求出.
(2)由(1)的结论,利用赋值法分别求出即可得解.
【解析】(1)二项式展开式的通项为,
依题意,,解得,
所以的值为.
(2)由(1)知,,
令,得,
令,得,
则
所以.
26.(2025高二·安徽马鞍山·期中)已知的展开式中各项的二项式系数之和为64.
(1)求展开式中各项的系数之和;
(2)求展开式中所有奇数项的系数之和.
【答案】(1)1
(2)365
【分析】(1)利用二项式系数和求得,然后利用赋值法求得各项系数和.
(2)令,可得,结合(1)即可求得所有奇数项的系数之和.
【解析】(1)由题可知,,解得,
令,得该展开式中各项的系数之和为.
(2)记.
由(1)知,
令,可得.
所以该展开式中所有奇数项的系数之和为.
27.(2025高二·山东聊城月考)已知,若的展开式中第4项与第8项的二项式系数相等.
(1)求的值;
(2)求的系数;
(3)求的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)应用已知条件利用二项式系数的性质求出.
(2)由(1)的结论,结合二项式定理求出.
(3)由(1)的结论,利用赋值法求出所求式子的值.
【解析】(1)第4项与第8项的二项式系数相等,则,解得,所以.
(2)由(1)知,的展开式中项为:,所以.
(3)由(1)知,的展开式中,当时,,
因为
所以
当时,,
所以.
考点5 (二项式)系数的性质
28.(2025高二·全国月考)已知的展开式中,末三项的二项式系数的和等于121,求系数最大的项与系数最小的项.
【答案】系数最大的项为,;系数最小的项为.
【分析】由二项式定理写通项,根据题意建立方程求得指数,利用二项式系数的单调性,可得答案.
【解析】由,则其展开式的通项为,
由题意可得,
整理可得,解得或(舍去),
易知系数最小项为首项,即,
令,化简可得,解得,
则第项与项的系数相同且最大,
即,.
29.(2025高二·全国月考)(1)已知的展开式中,各项的系数和比各项的二项式系数和大992.求展开式中二项式系数最大的项.
(2)已知的展开式中,只有第6项的二项式系数最大,求该展开式中系数最大的项.
【答案】(1),;(2)
【分析】(1)利用赋值法表示出系数和,由题意建立方程求得指数,根据二项式系数的单调性,可得答案;
(2)由二项式系数的单调性,建立方程求得指数,写出通项建立不等式组,可得答案.
【解析】(1)令,可得各项系数和为,展开式各项的二项式系数之和为.
由已知得,即,解得或(舍去),
的展开式中二项式系数最大的项为中间两项,
它们分别是,.
(2)由题意可知,解得,故展开式的通项为.
设第项的系数最大,则,解得.
展开式中的系数最大的项为.
30.(2025高二·江西赣州·期末)已知的展开式中各项的二项式系数之和为128.
(1)求展开式中项的系数;
(2)求展开式中项的系数最大的项.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先根据二项式系数和,得出,再应用通项公式计算即可得出系数;
(2)根据通项公式列不等式组计算求出,再结合,则最后计算即可.
【解析】(1)次二项式的展开式中各项的二项式系数和,
由题意,得,即,
由二项式通项公式,得,
即,令,得
展开式中项的系数为.
(2)设展开式中第项的系数最大,
则有,
化简得,即为,
解得,
,则,
展开式中项的系数最大的项为.
31.(2025高二·辽宁沈阳·期末)在的展开式中,求:
(1)第3项的二项式系数及系数;
(2)奇数项的二项式系数和;
(3)求系数绝对值最大的项.
【答案】(1)二项式系数为,第3项的系数为
(2)
(3)
【分析】(1)利用二项展开式的通项可求二项式系数与系数;
(2)由二项式系数的性质可得;
(3)设出系数绝对值最大项,根据与前后项系数绝对值大小关系建立不等式组求解可得.
【解析】(1)二项式的通项
.
第3项的二项式系数为,第3项的系数为;
(2)奇数项的二项式系数和;
(3)设系数绝对值最大的项为第项,
当时,
由,解得,
又,所以,此时;
当时,;
当时,;
综上可知,系数绝对值最大的项为.
32.(2025高二·甘肃·期末)在的展开式中.
(1)求二项式系数最大的项;
(2)系数的绝对值最大的项是第几项?
(3)求系数最大的项.
【答案】(1)
(2)第6项和第7项
(3)
【分析】(1)由二项式系数的性质即可得到结果;
(2)由展开式的通项公式列出不等式,代入计算,即可得到结果;
(3)结合展开式的通项公式,由(2)中的结论,代入计算,即可得到结果.
【解析】(1)二项式系数最大的项为中间项,即第5项,;
(2)的展开式的通项为
,,,
设第项系数的绝对值最大,显然,则,
整理得,即,
解得,而,则或,
所以系数的绝对值最大的项是第6项和第7项;
(3)由(2)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,
第7项的系数为正,所以系数最大的项为第7项.
33.(2025高二·黑龙江齐齐哈尔月考)已知二项式,若它的二项式系数之和为128.
(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.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意由二项式系数和求得.从而得二项式系数最大的是与,由二项式展开式的通项公式可得答案;
(2)设第项的系数最大,列出不等式组,解之可得系数最大的项,由此可得答案.
【解析】(1),通项为.
二项式系数最大的项为第4,5项,
.
(2)设展开式中系数最大的项为第项,则
,,,解得,
因为,所以或,所以展开式中系数最大的项为第6,7项,
.
34.(2025高二·全国月考)已知的展开式中各项系数之和是二项式系数之和的64倍.
(1)求展开式中二项式系数最大的项;
(2)求展开式中系数取得最大值的项.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用赋值法得到各项系数之和,列方程求解即得的值,根据二项式通项易得二项式系数最大的项;
(2)根据二项式通项,依题须使第项的系数不小于第项的系数,也不小于第项的系数,求解不等式组,取整得到,代入通项计算即得.
【解析】(1)令,得展开式中各项系数之和为,又二项式系数之和为,
依题意,,得,
则展开式的通项为,
故二项式系数最大的项为;
(2)设展开式中第项的系数最大,则
由① ,可得,即,解得;
由② ,可得,即,解得.
故有,因,则,
即系数取得最大值的项为
35.(2025高二·四川遂宁月考)已知的展开式中的所有二项式系数的和为32.
(1)求展开式中二项式系数最大的项;
(2)求展开式中所有的有理项.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)首先根据二项式系数和的公式求,再代入二项式系数最大公式,即可求解;
(2)根据通项公式,求有理项.
【解析】(1)易知:的展开式的所有二项式系数和为
由题意有,解得. 展开式共6项,二项式系数最大的项为第3项和第4项,
即,;
(2)二项式展开式的通项为,
当时,对应项是有理项,
所以展开式中所有的有理项为.
考点6 二项式定理的应用
36.(2025高三·河北沧州月考)设A是一个整数集,若是A的子集,且,,,,且,则称集合是集合A的一个划分.定义,,正整数k使集合划分成,,,且使,,中各集合的所有元素之和都相等,称为划分.
(1)求划分;
(2)证明:集合可以划分;
(3)若,,集合A能划分的概率为,证明:.
【答案】(1)答案见解析
(2)证明见解析
(3)证明见解析
【分析】(1)由题意,根据划分的定义,列举出符合题意的子集,可得答案;
(2)由(1)的结论,可得前九个元素符合划分,由题意中求和相等,直接均分余下的项,可得答案;
(3)根据求和相同,结合二项式定理,建立方程,列举所有情况,可得答案.
【解析】(1)时,,不妨取,,.
(2)由题知,此时,.由(1)知可以划分.
对集合,∵,,
集合中的元素按如下排列
每行有672个数,且它们每行的前偶数个数的和相等,
∴集合可以划分.
(3)∵划分使,,中各集合的所有元素之和都相等,
∴A中所有元素之和必能被3整除.
设W表示A中所有元素之和.
∵
,
设,∴,
∴3能整除,∴3能整除或3能整除,∴或.
当时,集合A中的元素的个数为,此时集合A不能被划分.
当时,集合A中的元素的个数为3n,能被3整除,但当时,A不能被划分.
对整数而言,,,各占,∴.
37.(2025高三·浙江月考)现有公差为的项等差数列,若从中随机取出项后,对于剩余项始终有,则称将取出的项按由小到大顺序排成的数列为的“间子列”.
(1)写出数列,,,的所有间子列;
(2)证明:存在数列的一个间子列,其也为数列的间子列;
(3)从数列中取出若干项从小到大排成一新数列,记该数列为的间子列的概率为,证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)证明见解析
【分析】(1)根据间子列的定义即可直接求解,
(2)考虑数列其剩下的项不含项情况,由,在剩下的项添加项,根据,结合间子列定义即可求解,
(3)根据“抽取到间子列的概率”和“抽取到取完间子列后剩下数列”的概率相同,可得,进而可得,根据,即可求证.
【解析】(1)数列,,,的所有间子列为
(2)证明:考虑取出间子列后剩下的项,对于数列,考虑其剩下的项不含项的情况,则对于其剩下的项,必有,
若在剩下的项添加项,则必有,对于剩下的项,有,符合条件,则剩余的项在数列的情况下同样满足,故此时取出的数列既是的间子列,也是数列的间子列,得证.
(3)考虑取出间子列后剩下的数列,
因为间子列和剩余数列互补成原数列,故它们一一对应,即有“抽取到间子列的概率”和“抽取到取完间子列后剩下数列”的概率相同,
记剩余的项按原顺序排成的数列为“剩余列”,
设为数列剩余列的数量,其中,记为不含有剩余列的数量,为含有剩余列的数量,则有,
另一方面,由(2)中的结论有:对于与不含的非双项剩余列,其数量与含的非双项剩余列数量相同,
并且对于的双项剩余列,其由前的每一项和的组合而成;
即,
由于,故,
故,
故,等价于;
故,
设,
,
故,则对任意的,均有;
所以有,
因为每个取出的新数列均按照从小到大的顺序排列,故取出的方法总数共有种,
则,
要证即证;
等价于,
当时,由上可知等价命题成立;
故时,必有即,
,
所以,得证.
【点睛】方法点睛:对于以数列为背景的新定义问题的求解策略:
1、紧扣新定义,首先分析新定义的特点,把心定义所叙述的问题的本质弄清楚,应用到具体的解题过程中;
2、用好数列的性质,解题时要善于从试题中发现可以使用的数列的性质的一些因素.
38.(2025高三·山东青岛·期末)记为各项均为整数且最后一项不为0的项数列,其对应的多项式函数记为.若存在整数使得,则记.若存在和,使得,则称是可约的.对于,若存在质数,使得均是的倍数,不是的倍数,不是的倍数,则称是不可分的.
(1)设,证明:是3不可分的;
(2)已知:若是不可分的,则不是可约的.证明:不是可约的;
(3)若(其他未写出的各项都是0),证明:不是不可分的.
【答案】(1)证明见解析;
(2)证明见解析;
(3)证明见解析.
【分析】(1)利用是3不可分的定义推理得证.
(2)利用不是可约的定义推理得证.
(3)利用不是不可分的的定义,并分类讨论推理得证.
【解析】(1)依题意,,
则,
由于都是3的倍数,6不是的倍数,1不是3的倍数,
所以是3不可分的.
(2)由(1)知,是3不可分的,则不是可约的,
若是可约的,则存在与使得,
则,
与不是可约的矛盾,因此不是可约的.
(3)对于,若存在,以及质数,使得是不可分,
由
则有3不是的倍数;以及和是的倍数;但不是的倍数,
分两种情况讨论:
①若是的倍数,则由是的倍数,得,此与不是的倍数矛盾;
②若不是的倍数,则由是的倍数,得是的倍数;再由是的倍数,
仍然有,此与不是的倍数矛盾,
所以不是不可分的.
【点睛】思路点睛:“新定义”主要是指即时定义新概念、新公式、新定理、新法则、新运算五种,然后根据此新定义去解决问题,有时还需要用类比的方法去理解新的定义,这样有助于对新定义的透彻理解.但是,透过现象看本质,它们考查的还是基础数学知识,所以说“新题”不一定是“难题”,掌握好三基,以不变应万变才是制胜法宝.
39.(2025高三·四川成都月考)已知无穷数列满足.
(1)求的通项公式;
(2)树德中学各班将要举行“辞2024旧岁,迎2025新年”的主题活动,要求有一些含学科元素的游戏或节目.某班数学科代表想用这个数列,组织如下游戏:让参与同学在数列中随机抽取10项,如果在这10项中,至少有k项的值能被2025整除,则这个同学即中奖并得到小礼物(此构想由信息科代表协助编程完成,即抽取项的序号可由计算机产生随机数,抽取项的值能否被2025整除也由计算机来判断,游戏时同学只需要按一次键即可知道抽取和判断结果),
(i)设随机变量表示抽取项中能被2025整除的项的个数,求;
(ii)本着开心迎新年的原则,若要中奖概率大于90%,那么规定是否合理,若合理,请说明理由;若不合理,请给出一个合理的k取值方案.
【答案】(1)
(2)(i)5;(ii)合理,理由见解析.
【分析】(1)根据给定的递推公式,构造等比数列求出其通项.
(2)(i)利用二项式定理展开式确定能被2025整除特点,并求出概率,再利用二项分布的期望公式求出期望;(ii)利用对立事件的概率公式求出概率并比较大小即得.
【解析】(1)由,得,而,即,
则数列是首项为2024,公比为2024的等比数列,又,
所以的通项公式.
(2)(i)由二项式定理,,
要能被2025整除,需,则为正奇数,
且是无穷数列,奇数项和偶数项一样多,因此随机抽取一项能被2025整除的概率是,
且每次抽取相互独立,,所以.
(ii)设中奖概率为,
则
,所以规定合理.
考点7 杨辉三角
40.(2024·四川内江模拟预测)杨辉是中国南宋末年的一位杰出的数学家、教育家,杨辉三角是杨辉的一项重要研究成果.杨辉三角中蕴藏了许多优美的规律,它的许多性质与组合数的性质有关,图1为杨辉三角的部分内容,图2为杨辉三角的改写形式
(1)求图2中第10行的各数之和;
(2)从图2第2行开始,取每一行的第3个数一直取到第15行的第3个数,求取出的所有数之和;
(3)在杨辉三角中是否存在某一行,使该行中三个相邻的数之比为?若存在,试求出这三个数;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)560
(3)存在,
【分析】(1)根据二项式系数的性质求和即可;
(2)根据组合数的性质化简求值即可;
(3)假设存在,根据条件建立方程组求解,即可得解.
【解析】(1)第10行的各数之和为:.
(2)杨辉三角中第2行到第15行各行第3个数之和为:
.
(3)存在,理由如下:
设在第行存在连续三项,其中且且,
有且,化简得且,
即,解得,
所以,
故这三个数依次是.
41.(2025高二·黑龙江牡丹江月考)在的展开式中(其中,,,叫做三项式系数),当,2,3,,得到如下左图所示的展开式,如图所示的“广义杨辉三角”:
(1)若在的展开式中,的系数为75,求实数a的值;
(2)求的值(用组合数作答).
【答案】(1)2
(2)
【分析】(1)由题意可计算出“广义杨辉三角” 第5行第8和第9个数即可得;
(2)由题意可得可视为二项式展开式中的系数,借助二项式展开式的通项公式计算即可得.
【解析】(1)由题意可得广义杨辉三角形第4行为:1,4,10,16,19,16,10,4,1;
第5行为:1,5,15,30,45,51,45,30,15,5,1;
所以的展开式中,项的系数为,解得;
(2)由题意可知,,
根据二项式定理可得,
所以,可视为二项式
展开式中的系数,
而二项式的展开式通项为,
令,解得,
所以,.
【点睛】关键点点睛:本题最后一问关键点在于借助二项式定理,得到,从而可视为二项式展开式中的系数.
42.(2024高二·全国月考)我国古代数学史上一位著述丰富的数学家,他提出的杨辉三角是我国古代数学重大成就之一.图为杨辉三角的部分内容.设杨辉三角中第n行的第r个数为,观察题图可知,相邻两行中三角形的两个腰都是由数字1组成的,其余的数都等于它肩上的两个数相加.
(1)用公式表示出题目中叙述的规律,并加以证明.
(2)在杨辉三角中是否存在某一行,使该行中三个相邻的数之比为?若存在,试求出这三个数;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),证明见解析
(2)存在,45,120,210.
【分析】(1)写出,利用组合公式进行证明;
(2)在第n行存在连续三项,,,得到方程组,求出,,得到答案.
【解析】(1)观察得到.
利用组合相关公式证明如下:,
故原式得证.
(2)存在,理由如下:
设在第n行存在连续三项,,,其中且,且,
有且,化简得且,
即,解得,,
故三个数依次是45,120,210.
43.(2025高二·上海浦东新·期中)杨辉是中国南宋末年的一位杰出的数学家、教育家,杨辉三角是杨辉的一项重要研究成果.杨辉三角中蕴藏了许多优美的规律,它的许多性质与组合数的性质有关,图1为杨辉三角的部分内容,图2为杨辉三角的改写形式
(1)求图2中第11行的各数之和;
(2)从图2第2行开始,取每一行的第3个数一直取到第100行的第3个数,求取出的所有数之和;
(3)在杨辉三角中是否存在某一行,使该行中三个相邻的数之比为3:8:14?若存在,试求出这三个数;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)2048;
(2)166650;
(3)存在,这三个数为.
【分析】(1)利用二项式系数的性质求和即可;
(2)利用的性质进行化简求和,得到答案;
(3)设在第行存在三个相邻的数之比为3:8:14,从而得到方程组,求出答案.
【解析】(1)第11行的各数之和为;
(2)杨辉三角中第2行到第100行,各行第3个数之和为
;
(3)存在,理由如下:
设在第行存在三个相邻的数,其中,且,,
之比为3:8:14,
故,化简得,
即,解得,
所以这三个数为.
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【题海探秘】2024-2025高二下学期数学同步考点复习指南(人教A版2019选择性必修第三册)
大题突破2:二项式定理大题7考点综合训练
考点1 二项式指定项系数
1.(2025高二·北京延庆·期中)求的展开式中,
(1)含的项并说明它是展开式中的第几项;
(2)常数项的值和对应的二项式系数;
(3)二项式系数最大的项;
(4)各项二项式系数的和及各项系数的和.
2.(2025高二·全国月考)在二项式的展开式中,求:
(1)第4项;
(2)常数项;
(3)有理项.
3.(2025高二·山西·期中)已知在的展开式中,第三项与第二项的系数之比为21:4.
(1)求的值;
(2)求展开式中所有的有理项.
4.(25-26高三·上海·单元测试)在的展开式中.求:
(1)第六项的系数;
(2)含的项.
5.(2025高二·湖北十堰月考)已知的展开式中,第6项为常数项.
(1)求含项的系数;
(2)求展开式中所有的有理项.
6.(2024高三·全国月考)已知在的展开式中,第2项与第3项的二项式系数之比是.
(1)求的值;
(2)求展开式中的常数项,并指出是第几项;
考点2 两个二项式乘积指定项系数
7.(2025高三·上海月考)求的展开式中项的系数.
8.(2025高二·广西钦州·期末)在二项式的展开式中,所有偶数项的二项式系数之和为32.
(1)求n;
(2)求第4项的系数;
(3)求的展开式的常数项.
9.(2025高二·天津南开·期末)已知展开式中的常数项为.
(1)求实数的值;
(2)若展开式中各项系数的和为,求该展开式中的系数.
10.(2025高二·上海·期末)已知的二项展开式中各项的二项式系数和为64.
(1)求二项展开式的中间项;
(2)求展开式中的常数项.
11.(2025高二·黑龙江·期中)已知的展开式中,第3项的二项式系数与第2项的二项式系数的比为.
(1)求n的值,
(2)求展开式中的常数项;
(3)求展开式中含的项的系数.
考点3 三项式指定项系数
12.(2025高二·上海·假期作业)求的常数项.
13.(2025高二·全国·单元测试)已知.
(1)求;
(2)求;
(3)求.
14.(2025高三·全国·对口高考)已知等式成立,求的值.
15.(2025高三·全国月考)求的展开式中的常数项.
考点4 (二项式)系数和
16.(2025高二·全国月考)若,求:
(1);
(2);
(3);
(4).
17.(2025高二·全国月考)展开式中,求:
(1)二项式系数之和;
(2)各项系数之和;
(3)所有奇数项系数之和;
(4)各项系数绝对值的和.
18.(2025高三·全国月考)已知,求解:
(1);
(2);
(3);
(4).
19.(2025高二·吉林长春·期末)已知
(1)求的值;
(2)求的值.
20.(2025高二·辽宁葫芦岛·期末)已知,
(1)求的值;
(2)求的值;
(3)求展开式中系数的最大值.
21.(2025高二·北京昌平·期末)设,求:
(1);
(2);
(3).
22.(2025高二·福建莆田·期末)(1)求 的展开式中常数项;
(2)求的展开式中,二项式系数最大的项;
(3)已知,求的值.
23.(2025高二·辽宁·期末)设,求:
(1);
(2).
24.(2025高二·江苏扬州·期中)已知.
(1)求
(2)求
(3)
25.(2025高三·吉林白城月考)若,其中.
(1)求的值;
(2)求.
26.(2025高二·安徽马鞍山·期中)已知的展开式中各项的二项式系数之和为64.
(1)求展开式中各项的系数之和;
(2)求展开式中所有奇数项的系数之和.
27.(2025高二·山东聊城月考)已知,若的展开式中第4项与第8项的二项式系数相等.
(1)求的值;
(2)求的系数;
(3)求的值.
考点5 (二项式)系数的性质
28.(2025高二·全国月考)已知的展开式中,末三项的二项式系数的和等于121,求系数最大的项与系数最小的项.
29.(2025高二·全国月考)(1)已知的展开式中,各项的系数和比各项的二项式系数和大992.求展开式中二项式系数最大的项.
(2)已知的展开式中,只有第6项的二项式系数最大,求该展开式中系数最大的项.
30.(2025高二·江西赣州·期末)已知的展开式中各项的二项式系数之和为128.
(1)求展开式中项的系数;
(2)求展开式中项的系数最大的项.
31.(2025高二·辽宁沈阳·期末)在的展开式中,求:
(1)第3项的二项式系数及系数;
(2)奇数项的二项式系数和;
(3)求系数绝对值最大的项.
32.(2025高二·甘肃·期末)在的展开式中.
(1)求二项式系数最大的项;
(2)系数的绝对值最大的项是第几项?
(3)求系数最大的项.
33.(2025高二·黑龙江齐齐哈尔月考)已知二项式,若它的二项式系数之和为128.
(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.
34.(2025高二·全国月考)已知的展开式中各项系数之和是二项式系数之和的64倍.
(1)求展开式中二项式系数最大的项;
(2)求展开式中系数取得最大值的项.
35.(2025高二·四川遂宁月考)已知的展开式中的所有二项式系数的和为32.
(1)求展开式中二项式系数最大的项;
(2)求展开式中所有的有理项.
考点6 二项式定理的应用
36.(2025高三·河北沧州月考)设A是一个整数集,若是A的子集,且,,,,且,则称集合是集合A的一个划分.定义,,正整数k使集合划分成,,,且使,,中各集合的所有元素之和都相等,称为划分.
(1)求划分;
(2)证明:集合可以划分;
(3)若,,集合A能划分的概率为,证明:.
37.(2025高三·浙江月考)现有公差为的项等差数列,若从中随机取出项后,对于剩余项始终有,则称将取出的项按由小到大顺序排成的数列为的“间子列”.
(1)写出数列,,,的所有间子列;
(2)证明:存在数列的一个间子列,其也为数列的间子列;
(3)从数列中取出若干项从小到大排成一新数列,记该数列为的间子列的概率为,证明:.
38.(2025高三·山东青岛·期末)记为各项均为整数且最后一项不为0的项数列,其对应的多项式函数记为.若存在整数使得,则记.若存在和,使得,则称是可约的.对于,若存在质数,使得均是的倍数,不是的倍数,不是的倍数,则称是不可分的.
(1)设,证明:是3不可分的;
(2)已知:若是不可分的,则不是可约的.证明:不是可约的;
(3)若(其他未写出的各项都是0),证明:不是不可分的.
39.(2025高三·四川成都月考)已知无穷数列满足.
(1)求的通项公式;
(2)树德中学各班将要举行“辞2024旧岁,迎2025新年”的主题活动,要求有一些含学科元素的游戏或节目.某班数学科代表想用这个数列,组织如下游戏:让参与同学在数列中随机抽取10项,如果在这10项中,至少有k项的值能被2025整除,则这个同学即中奖并得到小礼物(此构想由信息科代表协助编程完成,即抽取项的序号可由计算机产生随机数,抽取项的值能否被2025整除也由计算机来判断,游戏时同学只需要按一次键即可知道抽取和判断结果),
(i)设随机变量表示抽取项中能被2025整除的项的个数,求;
(ii)本着开心迎新年的原则,若要中奖概率大于90%,那么规定是否合理,若合理,请说明理由;若不合理,请给出一个合理的k取值方案.
考点7 杨辉三角
40.(2024·四川内江模拟预测)杨辉是中国南宋末年的一位杰出的数学家、教育家,杨辉三角是杨辉的一项重要研究成果.杨辉三角中蕴藏了许多优美的规律,它的许多性质与组合数的性质有关,图1为杨辉三角的部分内容,图2为杨辉三角的改写形式
(1)求图2中第10行的各数之和;
(2)从图2第2行开始,取每一行的第3个数一直取到第15行的第3个数,求取出的所有数之和;
(3)在杨辉三角中是否存在某一行,使该行中三个相邻的数之比为?若存在,试求出这三个数;若不存在,请说明理由.
41.(2025高二·黑龙江牡丹江月考)在的展开式中(其中,,,叫做三项式系数),当,2,3,,得到如下左图所示的展开式,如图所示的“广义杨辉三角”:
(1)若在的展开式中,的系数为75,求实数a的值;
(2)求的值(用组合数作答).
42.(2024高二·全国月考)我国古代数学史上一位著述丰富的数学家,他提出的杨辉三角是我国古代数学重大成就之一.图为杨辉三角的部分内容.设杨辉三角中第n行的第r个数为,观察题图可知,相邻两行中三角形的两个腰都是由数字1组成的,其余的数都等于它肩上的两个数相加.
(1)用公式表示出题目中叙述的规律,并加以证明.
(2)在杨辉三角中是否存在某一行,使该行中三个相邻的数之比为?若存在,试求出这三个数;若不存在,请说明理由.
43.(2025高二·上海浦东新·期中)杨辉是中国南宋末年的一位杰出的数学家、教育家,杨辉三角是杨辉的一项重要研究成果.杨辉三角中蕴藏了许多优美的规律,它的许多性质与组合数的性质有关,图1为杨辉三角的部分内容,图2为杨辉三角的改写形式
(1)求图2中第11行的各数之和;
(2)从图2第2行开始,取每一行的第3个数一直取到第100行的第3个数,求取出的所有数之和;
(3)在杨辉三角中是否存在某一行,使该行中三个相邻的数之比为3:8:14?若存在,试求出这三个数;若不存在,请说明理由.
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