内容正文:
第六章 单元质量测评
时间:120分钟 满分:150分
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2.已知集合A={1,2,3,4},B={5,6,7},C={8,9}.现在从这三个集合中取出两个集合,再从这两个集合中各取出一个元素,组成一个含有两个元素的集合,则组成集合的总个数为( )
A.24 B.36 C.26 D.27
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5.某景区内有如图所示的一个花坛,此花坛有9个区域需栽种植物,要求同一区域中种同一种植物,相邻的两个区域种不同的植物,且圆环的3个区域种植绿色植物,中间的6个扇形区域种植鲜花.现有3种不同的绿色植
物和3种不同的鲜花可供选择,则不同的栽种方案共有( )
A.400种 B.396种
C.380种 D.324种
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6.在(1+x)+(1+x)2+(1+x)3+…+(1+x)11的展开式中,x2的系数是( )
A.55 B.66
C.165 D.220
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7.已知直线ax+by-1=0(a,b不全为0)与圆x2+y2=50有交点,且交点的横、纵坐标均为整数,那么这样的直线有( )
A.66条 B.72条
C.74条 D.78条
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8.由1,2,3,4,5,6组成没有重复数字且1,3都不与5相邻的六位偶数的个数是( )
A.72 B.96
C.108 D.144
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二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.跳格游戏:如图,人从格子外只能进入第1个格子,在格子中每次可向前跳一格或两格,那么下列说法正确的是( )
A.进入第2个格子的走法有2种
B.进入第2个格子的走法有1种
C.进入第3个格子的走法有2种
D.进入第8个格子的走法有21种
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解析 设跳到第n个格子的方法数为an,到达第n个格子的方法分两类:第一类,从第n-1个格子向前跳一格到达第n个格子,方法数是an-1;第二类,从第n-2个格子向前跳两格到达第n个格子,方法数是an-2,则an=an-1+an-2,结合条件及数列的递推关系,可得数列的前8项分别是1,1,2,3,5,8,13,21,故A错误,B,C,D正确.故选BCD.
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10.若(x+2+m)9=a0+a1(x+1)+a2(x+1)2+…+a9(x+1)9,且(a0+a2+…+a8)2-(a1+a3+…+a9)2=39,则实数m的值可以是( )
A.-5 B.-3 C.1 D.5
解析 在(x+2+m)9=a0+a1(x+1)+a2(x+1)2+…+a9(x+1)9中,令x=-2,可得a0-a1+a2-a3+…+a8-a9=m9,即(a0+a2+…+a8)-(a1+a3+…+a9)=m9.令x=0,可得(a0+a2+…+a8)+(a1+a3+…+a9)=(2+m)9.∵(a0+a2+…+a8)2-(a1+a3+…+a9)2=39,∴[(a0+a2+…+a8)+(a1+a3+…+a9)][(a0+a2+…+a8)-(a1+a3+…+a9)]=39,∴(2+m)9m9=(2m+m2)9=39,可得2m+m2=3,解得m=1或m=-3.
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13.25名志愿者组成5行5列的方阵,现从中选出2人,则不同的选法种数为_____;若选出的2人既不在同一行又不在同一列,则不同的选法种数为_____.
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14.如图,在排成4×4方阵的16个点中,中心4个点在某一圆内,其余12个点在圆外,在16个点中任取3个点构成三角形,其中至少有1个顶点在圆内的三角形共有_____个.
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四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.(本小题满分13分)某校高中部,高一有6个班,高二有7个班,高三有8个班,学校利用星期六组织学生到某厂进行社会实践活动.
(1)任选1个班的学生参加社会实践,有多少种不同的选法?
(2)三个年级各选1个班的学生参加社会实践,有多少种不同的选法?
(3)选2个班的学生参加社会实践,要求这2个班不同年级,有多少种不同的选法?
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解 (1)分三类:第一类,从高一年级选1个班,有6种不同选法;第二类,从高二年级选1个班,有7种不同选法;第三类,从高三年级选1个班,有8种不同选法.由分类加法计数原理可得,共有6+7+8=21种不同的选法.
(2)分三步:第一步,从高一年级选1个班,有6种不同选法;第二步,从高二年级选1个班,有7种不同选法;第三步,从高三年级选1个班,有8种不同选法.由分步乘法计数原理可得,共有6×7×8=336种不同的选法.
(3)分三类,每类又分两步:第一类,从高一、高二两个年级各选1个班,有6×7种不同选法;第二类,从高一、高三两个年级各选1个班,有6×8种不同选法;第三类,从高二、高三年级各选1个班,有7×8种不同选法.故共有6×7+6×8+7×8=146种不同的选法.
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17.(本小题满分15分)平面上有9个点,其中有4个点共线,除此外无3点共线.
(1)这9个点可确定多少条不同的直线?
(2)以这9个点中的3个点为顶点,可以确定多少个三角形?
(3)以这9个点中的4个点为顶点,可以确定多少个四边形?
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18.(本小题满分17分)某中学预计在“五·四”青年节当天,为高三学生举办成人礼活动,用以激励在备考中的高三学生.学工处共准备了五首励志歌曲,一个往届优秀学生视频发言,一个教师代表发言,一个应届学生代表发言.根据不同的要求,求本次活动的安排方法.
(1)三个发言不能相邻,有多少种安排方法?
(2)励志歌曲甲不排在第一个,励志歌曲乙不排在最后一个,有多少种安排方法?
(3)往届优秀学生视频发言必须在应届学生代表发言之前,有多少种安排方法?(结果用数字作答)
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R
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.(Ceq \o\al(2,100)+Ceq \o\al(97,100))÷Aeq \o\al(3,101)的值为( )
A.6
B.101
C.eq \f(1,6)
D.eq \f(1,101)
解析 (Ceq \o\al(2,100)+Ceq \o\al(97,100))÷Aeq \o\al(3,101)=(Ceq \o\al(2,100)+Ceq \o\al(3,100))÷Aeq \o\al(3,101)=Ceq \o\al(3,101)÷Aeq \o\al(3,101)=3,3)eq \f(1,A)
=eq \f(1,6).故选C.
解析 从三个集合中取出两个集合,取法分别是集合A,B,集合A,C,集合B,C.当取出集合A,B时,从这两个集合中各取一个元素组成集合,有Ceq \o\al(1,4)×Ceq \o\al(1,3)=12个;当取出集合A,C时,从这两个集合中各取一个元素组成集合,有Ceq \o\al(1,4)×Ceq \o\al(1,2)=8个;当取出集合B,C时,从这两个集合中各取一个元素组成集合,有Ceq \o\al(1,3)×Ceq \o\al(1,2)=6个.一共可以组成12+8+6=26个集合.
3.若实数a=2-eq \r(2),则a10-2Ceq \o\al(1,10)a9+22Ceq \o\al(2,10)a8-…+210=( )
A.32
B.-32
C.1024
D.512
解析 由二项式定理,得a10-2Ceq \o\al(1,10)a9+22Ceq \o\al(2,10)a8-…+210=Ceq \o\al(0,10)a10(-2)0+Ceq \o\al(1,10)a9·
(-2)1+Ceq \o\al(2,10)a8(-2)2+…+Ceq \o\al(10,10)(-2)10=(a-2)10=(-eq \r(2))10=25=32.
4.已知在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(3,x)-\f(1,2\r(3,x))))eq \s\up12(n)的展开式中,第6项为常数项,则展开式中所有的有理项共有( )
A.5项 B.4项
C.3项
D.2项
解析 Tk+1=Ceq \o\al(k,n)xeq \s\up12(\f(n-k,3))
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2\r(3,x))))eq \s\up12(k)=Ceq \o\al(k,n)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2)))eq \s\up12(k)xeq \s\up12(\f(n-2k,3)),由第6项为常数项,得当k=5时,eq \f(n-2k,3)=0,得n=10.令eq \f(10-2k,3)∈Z,又0≤k≤10,k∈N,所以k可取2,5,8.故第3项,第6项与第9项为有理项,有理项共有3项.故选C.
解析 圆环的3个区域种植绿色植物,共有Aeq \o\al(3,3)=6种种法.如图,中间的6个扇形区域种植鲜花可分为三类:第一类,A,C,E均种相同植物,有3×2×2×2=24种种法;第二类,A,C,E种2种不同植物,有Ceq \o\al(2,3)×Aeq \o\al(2,3)×2×1×1=36种种法;
第三类,A,C,E种的植物各不相同,有Aeq \o\al(3,3)×1×1×1=6种种法.故
由分步乘法计数原理和分类加法计数原理,得不同的栽种方案共有
6×(24+36+6)=396种.故选B.
解析 展开式中x2项的系数是Ceq \o\al(2,2)+Ceq \o\al(2,3)+Ceq \o\al(2,4)+…+Ceq \o\al(2,11)=Ceq \o\al(3,3)+Ceq \o\al(2,3)+Ceq \o\al(2,4)+…+Ceq \o\al(2,11)=Ceq \o\al(3,4)+Ceq \o\al(2,4)+…+Ceq \o\al(2,11)=…=Ceq \o\al(3,12),所以x2的系数是Ceq \o\al(3,12)=220.故选D.
解析 先考虑x≥0,y≥0时,圆上横、纵坐标均为整数的点有(1,7),(5,5),(7,1),依圆的对称性知,圆上共有3×4=12个点的横、纵坐标均为整数,经过其中任意两点的割线有Ceq \o\al(2,12)=66条,过每一点的切线共有12条,又考虑到直线ax+by-1=0不经过原点,而上述直线中经过原点的有6条,所以满足题意的直线共有66+12-6=72条.
解析 从2,4,6三个偶数中选一个数放在个位,有Ceq \o\al(1,3)种方法,将其余两个偶数全排列,有Aeq \o\al(2,2)种排法,当1,3不相邻且不与5相邻时有Aeq \o\al(3,3)种方法,当1,3相邻且不与5相邻时有Aeq \o\al(2,2)Aeq \o\al(2,3)种方法,故满足题意的偶数有Ceq \o\al(1,3)Aeq \o\al(2,2)(Aeq \o\al(3,3)+Aeq \o\al(2,2)Aeq \o\al(2,3))=108个.
11.将4个编号分别为1,2,3,4的小球放入4个编号分别为1,2,3,4的盒子中,下列说法正确的是( )
A.共有Aeq \o\al(4,4)=24种放法
B.恰好有1个空盒,有Ceq \o\al(1,4)Ceq \o\al(2,4)Aeq \o\al(3,3)=144种放法
C.每个盒内放1个球,并且恰好有1个球的编号与盒子的编号相同,有Ceq \o\al(1,4)Aeq \o\al(3,3)=24种放法
D.把4个不同的小球换成4个相同的小球,恰好有1个空盒,有Ceq \o\al(1,4)Ceq \o\al(1,3)=12种放法
解析 将4个编号分别为1,2,3,4的小球放入4个编号分别为1,2,3,4的盒子中,共有44=256种放法,A错误;恰好有1个空盒,分三步进行:第一步,选择1个空盒,有Ceq \o\al(1,4)=4种方法;第二步,从4个小球中选择2个小球进行捆绑,有Ceq \o\al(2,4)=6种方法;第三步,将球放入3个盒子中,有Aeq \o\al(3,3)=6种放法.则有Ceq \o\al(1,4)Ceq \o\al(2,4)Aeq \o\al(3,3)=144种放法,B正确;每个盒内放1个球,并且恰好有1个球的编号与盒子的编号相同,分两步进行:第一步,先选出1个小球,放到对应序号的盒子里,有Ceq \o\al(1,4)=4种情况;第二步,假设4号球放在4号盒子里,其余3个球的放法为(2,3,1),(3,1,2),共2种.则恰好有1个球的编号与盒子的编号相同的放法有4×2=8种,C错误;把4个不同的小球换成4个相同的小球,恰好有1个空盒,分两步进行:第一步,从4个盒子中选出1个盒子当作空盒,有Ceq \o\al(1,4)=4种选法;第二步,将其余3个盒子装球,3个盒子分别装2,1,1个球,只要选1个盒子装2个球,另外2个盒子一定是每个装1个球,有Ceq \o\al(1,3)=3种选法.所以放法总数为Ceq \o\al(1,4)Ceq \o\al(1,3)=12,D正确.故选BD.
解析 由题意,得T4=Ceq \o\al(3,6)sin3x=20sin3x=eq \f(5,2),∴sinx=eq \f(1,2).∵x∈[0,2π],∴x=eq \f(π,6)或eq \f(5π,6).
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.(1+sinx)6的二项展开式中,二项式系数最大的一项为eq \f(5,2),则x在[0,2π]内的值为________.
eq \f(π,6)或eq \f(5π,6)
解析 从25人中选出2人,共有Ceq \o\al(2,25)=eq \f(25×24,2)=300种选法,若选出的2人既不在同一行又不在同一列,则共有Ceq \o\al(2,25)-2×5×Ceq \o\al(2,5)=200种选法.
解析 分为三类:第一类,3个顶点在圆内的三角形有Ceq \o\al(3,4)=4个;第二类,2个顶点在圆内的三角形有Ceq \o\al(2,4)Ceq \o\al(1,10)=60个;第三类,1个顶点在圆内的三角形有Ceq \o\al(1,4)(Ceq \o\al(2,12)-4)=248个.所以至少有1个顶点在圆内的三角形共有4+60+248=312个.
16.(本小题满分15分)在二项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2x)+\r(x)))eq \s\up12(n)的展开式中,________.
给出下列条件:
①若展开式前三项的二项式系数的和等于46;
②所有奇数项的二项式系数的和为256.
试在上面两个条件中选择一个补充在上面的横线上,并解答下列问题:
(1)求展开式中二项式系数最大的项;
(2)求展开式中的常数项;
(3)求展开式中系数最大的项.
解 选择①,Ceq \o\al(0,n)+Ceq \o\al(1,n)+Ceq \o\al(2,n)=46,即1+n+eq \f(n(n-1),2)=46,
解得n=9或n=-10(舍去).
选择②,Ceq \o\al(0,n)+Ceq \o\al(2,n)+Ceq \o\al(4,n)+…=256,即2n-1=256,解得n=9.
(1)展开式中二项式系数最大的项为第5项和第6项,
T5=Ceq \o\al(4,9)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq \s\up12(5)x-5x2=eq \f(63,16)x-3,
T6=Ceq \o\al(5,9)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq \s\up12(4)x-4xeq \s\up12(\f(5,2))=eq \f(63,8)xeq \s\up12(-\f(3,2)).
(2)展开式的通项为Tk+1=Ceq \o\al(k,9)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq \s\up12(9-k)·x-(9-k)xeq \s\up12(\f(k,2))=Ceq \o\al(k,9)2k-9·xeq \s\up12(\f(3k-18,2)),
令eq \f(3k-18,2)=0,得k=6,所以展开式中的常数项为第7项,T7=Ceq \o\al(6,9)×2-3=eq \f(21,2).
(3)当k=1,2,…,8时,假设第k+1项的系数最大,则k,9)eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2k-9C≥2k-10Ceq \o\al(k-1,9),,2k-9Ceq \o\al(k,9)≥2k-8Ceq \o\al(k+1,9),))
解得eq \f(17,3)≤k≤eq \f(20,3),所以k=6.
当k=6时,T7=Ceq \o\al(6,9)×2-3=eq \f(21,2),当k=0时,T1=Ceq \o\al(0,9)×2-9x-9=eq \f(1,512x9),当k=9时,T10=Ceq \o\al(9,9)×20xeq \s\up12(\f(9,2))=xeq \s\up12(\f(9,2)),所以展开式中系数最大的项为T7=eq \f(21,2).
解 (1)解法一:(直接法)共线的4点记为A,B,C,D.
第一类,A,B,C,D确定1条直线;
第二类,A,B,C,D以外的5个点可确定Ceq \o\al(2,5)条直线;
第三类,从A,B,C,D中任取1点,其余5点中任取1点可确定Ceq \o\al(1,4)Ceq \o\al(1,5)条直线.
根据分类加法计数原理,这9个点可确定1+Ceq \o\al(2,5)+Ceq \o\al(1,4)Ceq \o\al(1,5)=1+10+20=31条不同的
直线.
解法二:(间接法)9个点取2个点共有Ceq \o\al(2,9)种,
4个共线点取2个点共有Ceq \o\al(2,4)种,以上均表示同一条直线,
则这9个点可确定Ceq \o\al(2,9)-Ceq \o\al(2,4)+1=31条不同的直线.
(2)解法一:(直接法)第一类,从A,B,C,D中取2个点,可确定Ceq \o\al(2,4)Ceq \o\al(1,5)个三角形;
第二类,从A,B,C,D中取1个点,可确定Ceq \o\al(1,4)Ceq \o\al(2,5)个三角形;
第三类,从其余5个点中任取3点,可确定Ceq \o\al(3,5)个三角形.
故以这9个点中的3个点为顶点,可以确定Ceq \o\al(2,4)Ceq \o\al(1,5)+Ceq \o\al(1,4)Ceq \o\al(2,5)+Ceq \o\al(3,5)=80个三角形.
解法二:(间接法)9个点取3个点共有Ceq \o\al(3,9)种,
其中不能构成三角形的则是在4个共线点中取3个,共有Ceq \o\al(3,4)种,
故以这9个点中的3个点为顶点,可以确定Ceq \o\al(3,9)-Ceq \o\al(3,4)=80个三角形.
(3)解法一:(直接法)分三类:从其余不共线的5个点中任取4个、3个、2个点,可以确定Ceq \o\al(4,5)+Ceq \o\al(3,5)Ceq \o\al(1,4)+Ceq \o\al(2,5)Ceq \o\al(2,4)=105个四边形.
解法二:(间接法)9个点取4个点共有Ceq \o\al(4,9)种,
其中不构成四边形的分为两类:
第一类,4个点共线,则有Ceq \o\al(4,4)种,
第二类,其中3点来自于共线的4点,第4点来自于其余的5个点,则有Ceq \o\al(3,4)Ceq \o\al(1,5)种,
故以这9个点中的4个点为顶点,可以确定Ceq \o\al(4,9)-Ceq \o\al(4,4)-Ceq \o\al(3,4)Ceq \o\al(1,5)=105个四边形.
解 (1)根据题意,分2步:
①先排三个发言以外的节目,有Aeq \o\al(5,5)种方法,排好后有6个空位;
②在6个空位中任选3个安排三个发言节目,有Aeq \o\al(3,6)种方法,
则三个发言不能相邻,有Aeq \o\al(5,5)Aeq \o\al(3,6)=14400种安排方法.
(2)励志歌曲甲不排在第一个,励志歌曲乙排在第一个,有Aeq \o\al(7,7)种方法,励志歌曲甲不排在第一个并且励志歌曲乙不排在第一个与最后一个,有Aeq \o\al(1,6)Aeq \o\al(1,6)Aeq \o\al(6,6)种方法,共有Aeq \o\al(7,7)+Aeq \o\al(1,6)Aeq \o\al(1,6)Aeq \o\al(6,6)=30960种安排方法.
(3)往届优秀学生视频发言必须在应届学生代表发言之前,是固定顺序,8个位置选2个,有Ceq \o\al(2,8)种方法,其他位置任意排列,共有Ceq \o\al(2,8)Aeq \o\al(6,6)=20160种安排方法.
19.(本小题满分17分)已知二项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3x+\f(1,\r(x))))eq \s\up12(n)(n∈N*)的展开式中,第2项与第3项的二项式系数之和比第4项的二项式系数大1.
(1)求展开式中含x-3的项;
(2)求Ceq \o\al(0,n)3n-1+Ceq \o\al(1,n)3n-2+…+Ceq \o\al(n-2,n)3+Ceq \o\al(n-1,n)的值.
解 (1)由题意得Ceq \o\al(1,n)+Ceq \o\al(2,n)-Ceq \o\al(3,n)=1,
整理得(n2-1)(6-n)=0,
∵n∈N*且n≥3,∴n=6.
二项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3x+\f(1,\r(x))))eq \s\up12(6)的展开式的通项为Tk+1=Ceq \o\al(k,6)36-kxeq \s\up12(6-\f(3,2)k)k(k=0,1,2,…,6),
令6-eq \f(3,2)k=-3,解得k=6,T7=x-3,∴展开式中含x-3的项为x-3.
(2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3x+\f(1,\r(x))))eq \s\up12(6)=Ceq \o\al(0,6)36x6+Ceq \o\al(1,6)35xeq \s\up12(\f(9,2))+…+Ceq \o\al(5,6)31xeq \s\up12(-\f(3,2))+Ceq \o\al(6,6)x-3.
令x=1,则Ceq \o\al(0,6)36+Ceq \o\al(1,6)35+…+Ceq \o\al(5,6)31+Ceq \o\al(6,6)=(3+1)6=4096,
∴Ceq \o\al(0,6)35+Ceq \o\al(1,6)34+…+Ceq \o\al(4,6)3+Ceq \o\al(5,6)=eq \f(1,3)(Ceq \o\al(0,6)36+Ceq \o\al(1,6)35+…+Ceq \o\al(5,6)31+Ceq \o\al(6,6))-eq \f(1,3)=1365.
$$