内容正文:
书
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182 ▲
考 案 (一)
第六章 计数原理
考试时间:120分钟,满分:150分.
一、单项选择题(本大题共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.用1,3,5,7,9五个数字中的三个替换直线方程Ax + By + C = 0中的A,B,C,若A,B,C的值互不相同,
则不同的直线共有 (B )
A. 25条 B. 60条 C. 80条 D. 181条
2.已知C6n +1 - C6n = C7n(n∈N),则n = (D )
A. 14 B. 15 C. 13 D. 12
3.已知槡x + 33槡( )x
n
的展开式中,各项系数的和与其各项二项式系数的和之比为64,则n等于 (C )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
4.现有甲、乙、丙、丁4名学生平均分成两个志愿者小组到校外参加两项活动,则乙、丙两人恰好参加同
一项活动的情况有 (B )
A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种
5.(2023·北京高考题)2x - 1( )x
5
的展开式中x的系数为 (D )
A. - 80 B. - 40 C. 40 D. 80
6.(2023·全国乙卷)甲乙两位同学从6种课外读物中各自选读2种,则这两人选读的课外读物中恰有
1种相同的选法共有 (C )
A. 30种 B. 60种 C. 120种 D. 240种
7.如图所示,若从五种不同属性的物质中任取两种,则取出的两种物质恰好是相克
关系的情况有 (B )
A. 3种 B. 5种
C. 7种 D. 9种
8.已知1槡x
- ax( )2
10
(a < 0)的展开式中常数项为45,则展开式中系数最大的是
(D )
A.第2项 B.第4项 C.第5项 D.第6项
二、多项选择题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多个选项是符合题
目要求的,全部选对的得5分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9.关于(a - b)10的说法,正确的是 ( )
A.展开式中的二项式系数之和为1 024 B.展开式中第6项的二项式系数最大
C.展开式中第5项和第7项的二项式系数最大 D.展开式中第6项的系数最小
10.五个人排成一排,下列说法正确的是 ( )
A.甲不站排头的排法有96种 B.甲不站排头,乙不站排尾的排法有54种
C.甲、乙两人必须相邻的排法有24种 D.甲、乙中间有且只有一人的排法有36种
11.下列结论正确的是 ( )
A.若Cm10 = C3m -210 ,则m = 3
B.若A2n +1 - A2n = 12,则n = 6
C.在(1 + x)2 +(1 + x)3 +(1 + x)4 +…+(1 + x)11的展开式中,含x2的项的系数是220
D.(x - 1)8的展开式中,第4项和第5项的二项式系数最大
12.连接正方体每个面的中心构成一个正八面体,甲随机选择此正八面体的三个顶点构成三角形,乙随
机选择此正八面体三个面的中心构成三角形,且甲、乙的选择互不影响,则下列说法正确的是
( )
A.甲选择的三个点构成正三角形的概率为25
B.甲选择的三个点构成等腰直角三角形的概率为35
C.乙选择的三个点构成正三角形的概率为37
D.甲选择的三个点构成的三角形与乙选择的三个点构成的三角形相似的概率为1135
三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
13.如果A5n = aCn -5n ,则a的值是120 .
14.从0,1,2,3,4,5这6个数中每次取3个不同的数,把其中最大的数放在百位上排成三位数,这样的
三位数有40 个.
15.已知(x - 2)7 = a0 + a1x + a2x2 +…+ a7x7,ai∈R(i = 0,1,…,7),则a0 = - 128 ,a4 = - 280 .
16.中国救援力量在国际自然灾害中为拯救生命作出了重要贡献,很好地展示了国际形象,增进了国际
友谊,多次为祖国赢得了荣誉.现有5支救援队前往A,B,C 3个受灾点执行救援任务,若每支救援队
只能去其中的一个受灾点,且每个受灾点至少安排1支救援队,其中甲救援队只能去B,C两个受灾
点中的一个,则不同的安排方法数是 .
四、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(本小题满分10分)已知
Cxn = C
2x
n ,
Cx +1n =
11
3 C
x -1
n{ ,试求x,n的值
.
▲
183 ▲
▲
184 ▲
18.(本小题满分12分)已知在12 x
2 - 1
槡( )x
n
的展开式中,第9项为常数项,求:
(1)n的值;
(2)展开式中x5的系数;
(3)含x的整数指数幂的项的个数.
19.(本小题满分12分)一个口袋内有4个不同的红球,6个不同的白球.
(1)从中任取4个球,红球的个数不比白球少的取法有多少种?
(2)若取一个红球记2分,取一个白球记1分,从中任取5个球,使总分不少于7分的取法有多少种?
20.(本小题满分12分)某兴趣小组有9名学生,若从这9名学生中选取3人,且选取的3人中恰好有一
名女生的概率是1528.
(1)该小组中男、女学生各有多少人?
(2)9名学生站成一列,现要求女生保持相对顺序不变(即女生前后顺序保持不变)重新站队,有多
少种重新站队的方法?(要求用数字作答)
(3)9名学生站成一列,要求男生必须两两站在一起,有多少种站队的方法?(要求用数字作答)
21.(本小题满分12分)已知x + 1
3 3槡( )x
n
的展开式的各项二项式系数之和为512.
(1)求展开式中所有的有理项;
(2)求展开式中系数最大的项.
22.(本小题满分12分)0,1,2,3,4这五个数字组成无重复数字的自然数.
(1)在组成的三位数中,求所有偶数的个数;
(2)在组成的三位数中,如果十位上的数字比百位上的数字和个位上的数字都小,则称这个数为“凹
数”,如301,423等都是“凹数”,试求“凹数”的个数;
(3)在组成的五位数中,求恰有一个偶数数字夹在两个奇数数字之间的自然数的个数
.
书
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考案部分
参考答案
考案(一)
1. B 用1,3,5,7,9五个数字中的三个来替换A,B,C;A,
B,C的值互不相同,利用分步乘法计数原理可知直线条
数是5 × 4 × 3 = 60.
2. D 由组合数性质知,C6n + C7n = C7n + 1,所以C6n + 1 = C7n + 1,
所以6 + 7 = n + 1,得n = 12.
3. C 二项式槡x + 33槡( )x
n
的各项系数的和为(1 + 3)n = 4n,
二项式槡x + 33槡( )x
n
的各项二项式系数的和为2n,因为各
项系数的和与其各项二项式系数的和之比为64,所以
4n
2n
= 2n = 64,n = 6.故选C.
4. B 由题意,现有甲、乙、丙、丁4名学生平均分成两个志
愿者小组到校外参加两项活动,其中乙、丙两人恰好参
加同一项活动的情况有C22C22A22 = 2(种).
5. D 2x - 1( )x
5
的展开式的通项为Tr + 1 = Cr5(2x)5 - r·
- 1( )x
r
=(- 1)r25 - rCr5x5 - 2r,
令5 - 2r = 1得r = 2,
所以2x - 1( )x
5
的展开式中x的系数为(-1)225 -2C25 =80,
故选D.
6. C 首先确定相同的读物,共有C16种情况,然后两人各
自的选另外一种读物相当于在剩余的5种读物里,选出
两种进行排列,共有A25 种,根据分步乘法公式则共有
C16·A25 = 120种,故选C.
7. B 从五种不同属性的物质中任取两种,则取出的两种
物质恰好是相克关系的情况有C15 = 5(种).
8. D
1
槡x
- ax( )2
10
(a < 0)的展开式的通项公式为Tr + 1 =
Cr10·(- a)r·x
5r - 10
2 ,
令5r - 102 = 0,求得r = 2,可得展开式中常数项为C
2
10·
(- a)2 = 45,∴ a = - 1,∴ - a = 1,
则展开式中第r + 1项的系数为Cr10·(- a)r = Cr10,
故当r = 5时,第r + 1项的系数Cr10最大,
即第6项的系数最大.
9. ABD 由二项式系数的性质知,二项式系数之和为210
= 1 024,故A正确;当n为偶数时,二项式系数最大的
项是中间一项,故B正确,C错误;D也是正确的,因为
展开式中第6项的系数是负数且其绝对值最大,所以是
系数中最小的.
10. AD 对于A,先排甲,有4种排法,然后排其余4人,有
A44种排法,故有4A44 = 96(种)排法;对于B,若甲在排
尾,其余四人有A44 种排法,若甲排在中间三个位置中
的一个,而乙不在排尾,则有A13 × A13 × A33 = 54(种)排
法,共A44 + 54 = 78(种)排法;对于C,将甲、乙两人看
作一个元素,与其他3个元素作全排列有A44 种排法,
然后甲、乙再作全排列有A22 种排法,故有A44A22 = 48
(种)排法;对于D,甲、乙两人有A22 种排法,从剩下的
三人中选一人插入甲、乙中间,有A13种,然后再将三人
看作一个元素,和其他两个元素作全排列,有A33 种排
法,故共有A22·A13·A33 = 36(种)排法.
11. BC 若Cm10 = C3m - 210 ,则m = 3m - 2或m + 3m - 2 = 10,
解得m = 1或m = 3,故A错误;若A2n + 1 - A2n = 12,则(n
+ 1)n - n(n - 1)= 12,求得n = 6,故B正确;在(1 +
x)2 +(1 + x)3 +(1 + x)4 +…+(1 + x)11的展开式中,
含x2的项的系数是C22 + C23 + C24 +…+ C211 = 220,故C
正确;(x - 1)8 的展开式中,第4项的二项式系数为
C38,第5项的二项式系数为C48,故只有第5项的二项式
系数最大,故D错误.
12. ABD 甲随机选择的情况有C36 = 20(种),乙随机选择
的情况有C38 = 56(种),甲选择的三个点构成正三角
形,只有一种情况:甲从上下两个点中选一个,从中间
四个点中选相邻两个,共有C12C14 = 8(种),故甲选择的
三个点构成正三角形的概率为820 =
2
5 ,故A正确;甲选
择的三个点构成等腰直角三角形,有三种情况:①上下
两点都选,中间四个点中选一个,共有C14 = 4(种);②
上下两点中选一个,中间四个点中选相对的两个点,共
有C12C12 = 4(种);③中间四个点中选三个点,共有C34 =
4(种),故共有4 + 4 + 4 = 12(种),所以甲选择的三个
点构成等腰直角三角形的概率为1220 =
3
5 ,故B正确;正
八面体的各面中心是正方体的8个顶点,所以乙选择
的三个点构成正三角形,共有8种,所以乙选择的三个
点构成正三角形的概率为856 =
1
7 ,故C错误;乙选择的
三个点构成等腰直角三角形,共有3 × 8 = 24(种),概
率为2456 =
3
7 ,甲、乙相似,则甲、乙均为正三角形或均为
等腰直角三角形,所以甲选择的三个点构成的三角形
与乙选择的三个点构成的三角形相似的概率为25 ×
1
7
+ 35 ×
3
7 =
11
35,故D正确.
13. 120 a =
A5n
Cn - 5n
=
A5n
C5n
=
A5n·5!
A5n
= 5!= 120.
14. 40 先选取3个不同的数,有C36 种选法;然后把其中
最大的数放在百位上,另2个不同的数放在十位和个
位上,有A22种放法,故共有C36A22 = 40(个)三位数.
15. - 128 - 280 令x =0,可得a0 =(-2)7 = -128;二项
式(x -2)7的展开式的通项公式为Tr +1 = Cr7x7 - r(-2)r,
所以a4 = C37(-2)3 = -280.
16. 100 若甲去B点,则剩余4人,可只去A,C两个点,也可
分为3组去A,B,C 3个点.当剩余4人只去A,C两个点
时,人员分配为1,3或2,2,此时的分配方法有C34·C11·
A22 +
C24·C22
A22
·A22 = 14;当剩余4人分为3组去A,B,C
3个点时,先从4人中选出2人,即可分为3组,然后分
配到3个小组即可,此时的分配方法有C24·A33 = 36,
综上可得,甲去B点,不同的安排方法数是14 + 36 =
50.同理,甲去C点,不同的安排方法数也是50,所以,
不同的安排方法数是50 + 50 = 100.
17. ∵ Cxn = C
n - x
n = C
2x
n ,∴ n - x = 2x或x = 2x(舍去),∴ n
= 3x.
由Cx + 1n = 113 C
x - 1
n ,得 n!(x + 1)!(n - x - 1)!=
11
3·
n!
(x - 1)!(n - x + 1)!,
整理得3(x - 1)!(n - x + 1)! = 11(x + 1)!(n - x
- 1)!,3(n - x + 1)(n - x)= 11(x + 1)x.
将n = 3x代入,整理得6(2x + 1)= 11(x + 1),
∴ x = 5,n = 3x = 15.
18.二项展开式的通项为Tk + 1 = Ckn 12 x( )2
n - k
- 1
槡( )x
k
=
(- 1)k ( )12
n - k
Cknx
2n - 52 k(k = 0,1,2,…,n).
(1)因为第9项为常数项,所以当k =8时,2n - 52 k =0,
解得n = 10.
(2)令2n - 52 k = 5,得k =
2
5 (2n - 5)= 6,
所以x5的系数为(- 1)6 ( )12
4
C610 =
105
8 .
(3)要使2n - 52 k为整数,即
4n - 5k
2 为整数,只需k为
偶数.
由于k = 0,1,2,3,…,9,10,
故符合要求的有6项,分别为展开式的第1,3,5,7,9,
11项.
19.(1)将取出4个球分成三类情况:①取4个红球,没有
白球,有C44种;②取3个红球1个白球,有C34C16种;③
取2个红球2个白球,有C24C26 种,故有C44 + C34C16 +
C24C
2
6 = 115种.
(2)设取x个红球,y个白球,则x + y =5,0≤x≤4,
2x + y≥7,0≤y≤6{ ,
故x = 2,
y = 3{ ,或
x = 3,
y = 2{ ,或
x = 4,
y = 1{ .
因此,符合题意的取法共有C24C36 + C34C26 + C44C16 =
186种.
20.(1)设男生有x人,则C
2
xC
1
9 - x
C39
= 1528,
即x(x - 1)(9 - x)= 90,解得x = 6.经检验符合题意,
故男生有6人,女生有3人.
(2)由(1)知,男生有6人,女生有3人.
方法一:第一步:让6名男生先从9个位置中选6个位
置,共有A69 = 60 480(种)方法;
第二步:余下的位置让3名女生去站,
因为要保持相对
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215 ▲
▲
216 ▲
顺序不变,故只有1种选择,因此一共有60 480 × 1 - 1
= 60 479(种)重新站队的方法.
方法二:9名学生站队共有A99种站队方法,3名女生有
A33种站队顺序,因此一共有A
9
9
A33
= 60 480(种)站队方
法,所以重新站队的方法有60 480 - 1 = 60 479(种).
(3)由(1)知,男生有6人,女生有3人,第一步:将6
名男生分成3组,每组2人,共有C
2
6C
2
4C
2
2
A33
= 15(种)
分法;
第二步:三名女生站好队,然后将3组男生插入她们形
成的空中,共有A33A34 = 144(种)站队方法;
第三步:3组男生站队方法共有(A22)3 = 8(种),故一共
有15 × 144 × 8 = 17 280(种)站队方法.
21.(1)由题意可得各项二项式系数之和为2n = 512,则n
= 9.
故通项公式Tr +1 =Cr9·x9 - r·3 - r·x -
1
3 r =Cr9·3 - r·x9 -
4r
3,
由题意可得9 - 4r3为整数,则r是3的倍数,
因为0≤r≤9,所以r的值为0或3或6或9,
则有理项为T1 = x9,T4 = 289 x
5,T7 = 28243 x,
T10 =
1
19 683x3
.
(2)设第r +1项的系数tr +1最大,因为Tr +1 = Cr9·3 - r·
x9 -
4r
3,
所以,tr + 1tr =
Cr9·3 - r
Cr - 19 ·3 - r + 1 =
10 - r
3r ≥1,
tr + 2
tr + 1
=
Cr + 19 ·3 - r - 1
Cr9·3 - r =
9 - r
3r + 3≤1,
解得32 ≤r≤
5
2 ,
因为r为整数,所以r = 2.
故展开式中系数最大的项T3 = C29 × 3 -2·x9 -
4 × 2
3
= 4x
19
3 .
22.(1)将所有的三位偶数分为两类:①若个位数为0,则
共有A24 = 12(种);②若个位数为2或4,则共有2 × 3
× 3 = 18(种).所以共有30个符合题意的三位偶数.
(2)将这些“凹数”分为三类:①若十位数字为0,则共
有A24 = 12(种);②若十位数字为1,则共有A23 = 6
(种);③若十位数字为2,则共有A22 = 2(种).所以共
有20个符合题意的“凹数”.
(3)将符合题意的五位数分为三类:①若两个奇数数
字在一、三位置,则共有A22·A33 = 12(种);②若两个奇
数数字在二、四位置,则共有A22·C12·A22 = 8(种);
③若两个奇数数字在三、五位置,则共有A22·C12·A22 = 8
(种).所以共有28个符合题意的五位数.
考案(二)
1. D 由于两次出现相同点的种数是定值6,故不是随机
变量.
2. A 因为数学成绩X ~ N(110,102),
所以由P(100≤X≤110)= 0. 35可得P(110≤X≤120)
= 0. 35,
所以该班学生数学成绩在120分以上的概率为P(X >
120)= 1 - 0. 5 - 0. 35 = 0. 15,
所以估计该班学生数学成绩在120分以上的人数为
0. 15 × 60 = 9(人),故选A.
3. C 因为E(ξ)= n × 0. 6 = 3,所以n = 5.
所以P(ξ = 1)= C15 × 0. 6 ×(1 - 0. 6)4 = 3 × 0. 44 .
4. A D(2X + 1)= D(X)× 22 = 4D(X),D(X)= 6 × 12 ×
1 -( )12 = 32 ,所以D(2X + 1)= 4 × 32 = 6.
5. B 由题意可得事件A:“甲骰子的点数大于3”包含点数为
4,5,6三种情况,所以P(A)= 36 =
1
2 .
又事件B:“甲、乙两骰子的点数之和等于7”,
所以事件A与事件B都发生所包含的情况有(4,3),
(5,2),(6,1),共3个基本事件;而抛掷甲、乙两颗骰
子,共有36种情况,所以事件A与事件B都发生的概率
为P(AB)= 336 =
1
12,故P(B |A)=
P(AB)
P(A)=
1
6 .
6. D ∵ P(X = n)= an(n + 1)(n = 1,2,3,4),
∴ a2 +
a
6 +
a
12 +
a
20 = 1,∴ a =
5
4 .
∴ P 74 < X <
13( )4 = P(X = 2)+ P(X = 3)= 54 × 16 + 54
× 112 =
5
16,故选D.
7. B 由题意知抽取10次,每次抽到次品的概率为n10,则
方差D(X)= 10 × n10 × 1 -
n( )10 = 2. 1,
又m≥n,则n≤5,∴解得n = 3,
∴所求的概率为p = 1 - C
2
3
C210
= 1415.故选B.
8. B 由分布列的性质,可得x + y + 0. 4 = 1,所以y = 0. 6
- x,又由期望的公式,可得E(ξ)= 0. 4 + 2x,所以E(ξ2)
= 0. 4 + 4x,则D(ξ)= E(ξ2)-(E(ξ))2 = 0. 4 + 4x -
(0. 4 + 2x)2 = - 4x2 + 2. 4x + 0. 24 = - 4(x - 0. 3)2 +
0. 6,所以当x = 0. 3时,方差最大值为0. 6,故选B.
9. ACD 由已知E(X)=(- 1)× 12 + 0 ×
1
3 + 1 ×
1
6 =
- 13 ,故A正确;E(X + 4)= E(X)+ 4 = -
1
3 + 4 =
11
3 ,
故B错误;由D(X)= - 1 +( )13
2
× 12 + 0 +( )13
2
× 13
+ 1 +( )13
2
× 16 =
5
9 ,可得D(3X + 1)= 3
2D(X)= 9 ×
5
9 = 5,故C正确;由分布列可知P(X > 0)= P(X = 1)
= 16 ,故D正确,所以选ACD.
10. AB 由题意得,X的所有可能取值为0,1,2,P(X = 0)
=
C22
C25
= 110,P(X = 1)=
C12 × C
1
3
C25
= 610 =
3
5 ,P(X = 2)=
C23
C25
= 310,故A、B正确,C错误,E(X)= 0 ×
1
10 + 1 ×
3
5 + 2
× 310 =
6
5 ,故D不正确.
11. ACD 因为P(X≥0. 4)= 12 ,P(Y≥0. 8)=
1
2 ,所以
P(X≥0. 4)= P(Y≥0. 8),所以A正确;由题图可得
P(X≥0)> P(Y≥0),所以B错误;由题图可得曲线X
在均值0. 4附近图象比曲线Y在均值0. 8附近图象更
陡,所以X的取值比Y的取值更集中于平均值左右,即
C正确;两支密度曲线与x轴之间的面积都等于所有
概率和,即均为1,所以D正确.
12. BD 由题意A1,A2,A3是两两互斥的事件,P(A1)= 510
= 12 ,P(A2)=
2
10 =
1
5 ,P(A3)=
3
10,P(B |A1)=
P(BA1)
P(A1)=
1
2 ×
5
11
1
2
= 511,故B正确;
P(B)= P(B·A1)+ P(B·A2)+ P(B·A3)= 510 ×
5
11
+ 210 ×
4
11 +
3
10 ×
4
11 =
9
22,故A、C不正确;A1,A2,A3 是
两两互斥的事件,故D正确.故选BD.
13. 0. 1 ∵ 随机变量X服从正态分布N(0,σ2),且
P(- 2≤X≤0)= 0. 4,
∴ P(0≤X≤2)= 0. 4,
∴ P(X > 2)= 0. 5 - 0. 4 = 0. 1,
故答案为0. 1.
14. 54125 设中奖为事件A,则事件A包含的基本事件个数
为(C12)3 = 8,所有的基本事件共有C36 = 20,所以中奖
概率为P(A)= 820 =
2
5 ;
有3个人参与这个游戏,设中奖人数为X,则X ~
B 3,( )25 ,P(X = 1)= C13 × 25 × 1 -( )25
2
= 54125.
15. 1 500元 由题意知E(X)=(1 + 2 + 3 +…+ 12)× 112
= 6. 5. ∵每售出一件可获利300元,如果销售不出去,
每件每月需要保养费100元,该商场月初进货9件这
种商品,则销售该商品获利的期望为6 × 300 -(9 - 6)
× 100 = 1 500(元).
故答案为1 500元.
16. 1 89 由题意可得,P (ξ = 2) =
C24
C24 + m + n
=
12
(4 +m + n)(3 +m + n)=
1
6 ,化简得(m + n)
2 + 7(m
+ n)- 60 = 0,得m + n = 5,取出的两个球一红一黄的
概率P = C
1
4C
1
m
C24 + m + n
= 4m36 =
1
3 ,解得m = 3,故n = 2.所以
m - n = 1,易知ξ的所有可能取值为0,1,2,且P(ξ
=