内容正文:
课时作业(七十八) 二项式定理
基础过关练
一、单项选择题
1.(2025·沈阳模拟)(x-1)5的展开式中含x2的项是( )
A.-5x2 B.5x2
C.-10x2 D.10x2
答案 C
解析 (x-1)5的展开式的通项公式为Tk+1=C·x5-k·(-1)k,令5-k=2,得k=3,所以含x2的项是T4=C·x2·3=-10x2.故选C.
2.若n为一组从小到大排列的数1,2,4,8,9,10的第六十百分位数,则二项式n的展开式的常数项是( )
A.6 B.7
C.8 D.10
答案 B
解析 由6×60%=3.6,可知n=8,
所以二项式为8,
其展开式的通项为C·8-r·r=C·r·x,
令=0,得r=2,
所以常数项为C·2·x0=7.故选B.
3.在(x-y)6的展开式中,含x4y3项的系数为( )
A.-20 B.20
C.-15 D.15
答案 A
解析 (x-y)6的第r+1项为Tr+1=Cx6-rr,
令r=3,则T4=Cx33=-20x3y3,
所以(x-y)6的展开式中,含x4y3项为x·T4=-20x4y3,系数为-20.故选A.
4.(2025·滨州模拟)若5的展开式中x2的系数为40,则k=( )
A.2 B.±2
C.4 D.±4
答案 B
解析 5的展开式的x2项为C(-kx)2=10k2x2,
因为5的展开式中x2的系数为40,
所以10k2=40,解得k=±2.故选B.
5.(2025·辽宁实验中学模拟)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,则++++=( )
A.31 B.1023
C.1024 D.32
答案 B
解析 由二项式5的展开式的通项为Tr+1=C(-3x)r=(-3)r·Cxr,
所以,当r=0,2,4时,可得a0,a2,a4为正数,当r=1,3,5时,可得a1,a3,a5为负数,
令x=0,可得a0=1,
令x=-1,可得a0-a1+a2-a3+a4-a5=5=1024,
所以++++=-a1+a2-a3+a4-a5=(a0-a1+a2-a3+a4-a5)-a0
1024-1=1023.故选B.
6.已知6的展开式中唯有第5项的系数最大,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
答案 A
解析 6的展开式的通项为Tr+1=C6-r·r=C·ar·x18-4r,
由题可知解得<a<.故选A.
二、多项选择题
7.若(2-x3)(x+a)5的展开式中各项系数和为32,则下列说法正确的是( )
A.a=1
B.展开式中x4的系数为15
C.展开式中x4的系数为5
D.展开式中常数项为2
答案 ACD
解析 由题可得(2-13)(1+a)5=32,
所以a=1,故A正确;
所以(2-x3)(x+1)5=2(x+1)5-x3(x+1)5.
又(x+1)5的展开式的通项为Tk+1=Cx5-k,
所以(2-x3)(x+1)5的展开式中x4的系数为2C-C=5,故B错误,C正确;
展开式中常数项为2C=2,故D正确.
8.(2025·佛山模拟)若x5=a0+a1(1-x)+a2(1-x)2+…+a5(1-x)5,其中ai(i=0,1,…,5)为实数,则( )
A.a0=1
B.a3=10
C.a1+a3+a5=-16
D.a1+a2+…+a5=1
答案 AC
解析 令x=1可得a0=1,A正确.
x5=5,其展开式的第三项是T3=C3=-103,所以a3=-10,B不正确.
令x=0,可得a0+a1+a2+…+a5=0,所以a1+a2+…+a5=-1,D不正确.
令x=2可得a0-a1+a2+…-a5=32,与a0+a1+a2+…+a5=0相减可得a1+a3+a5=-16,C正确.故选AC.
三、填空题
9.(2024·全国甲卷)10的展开式中,各项系数中的最大值为________.
答案 5
解析 由题展开式通项公式为Tr+1=C10-rxr,0≤r≤10且r∈Z,
设展开式中第r+1项系数最大,则
解得即≤r≤,又r∈Z,故r=8,
所以展开式中系数最大的项是第9项,且该项系数为C2=5.
10.(2025·潍坊模拟)已知(3x-1)(x+1)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5+a6x6,则a2+a4+a6=________.(用数字作答)
答案 33
解析 因为(3x-1)(x+1)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5+a6x6.
令x=0,得a0=-1;
令x=1,得a0+a1+a2+a3+a4+a5+a6=26=64,①
令x=-1,得a0-a1+a2-a3+a4-a5+a6=0,②
①+②得a0+a2+a4+a6=25=32,
所以a2+a4+a6=25-a0=33.
四、解答题
11.(2025·吉林模拟)己知n的展开式二项式系数和为64.
(1)求展开式中的常数项;
(2)求展开式中二项式系数最大的项.
解 (1)由题意得:2n=64,解得n=6.
通项公式Tk+1=C6-kk=C26-kx6-,
令6-=0,可得k=4.则常数项为T5=C26-4x0=60.
(2)n是偶数,展开式共有7项,则第四项最大,
∴展开式中二项式系数最大的项为T4=C26-3x6-=160x.
12.在①只有第5项的二项式系数最大;②第4项与第6项的二项式系数相等;③奇数项的二项式系数的和为128,这三个条件中任选一个,补充在下面的横线上,并解答问题.
已知(2x-1)n=a0+a1x+a2x2+…+anxn(n∈N*),________.
(1)求++…+的值;
(2)求a1+2a2+3a3+…+nan的值.
解 (1)若选①:
因为只有第5项的二项式系数最大,
所以展开式中共有9项,即n+1=9,得n=8.
若选②:
因为第4项与第6项的二项式系数相等,
所以C=C⇒n=8.
若选③:
因为奇数项的二项式系数的和为128,
所以2n-1=128,解得n=8.
所以(2x-1)8=a0+a1x+a2x2+…+a8x8,
令x=,
则有=a0+++…+,
即有a0+++…+=0,
令x=0,得a0=1,
所以++…+=-a0=-1.
综上所述,++…+=-1.
(2)由(1)可知,n=8,
(2x-1)8=a0+a1x+a2x2+…+a8x8,
两边求导得16(2x-1)7=a1+2a2x+3a3x2+…+8a8x7,
令x=1,
则有16=a1+2a2+3a3+…+8a8,
所以a1+2a2+3a3+…+8a8=16.
考能提升练
13.(多选)我国南宋数学家杨辉1261年所著的《详解九章算法》就给出著名的杨辉三角,由此可见我国古代数学的成就是非常值得中华民族自豪的.如图所示,由杨辉三角的左腰上的各数出发,引一组平行线,从上往下每条线上各数之和依次为1,1,2,3,5,8,13,….以下关于杨辉三角的猜想中正确的是( )
A.由“与首末两端等距离的两个二项式系数相等” 猜想C=C
B.由“在相邻两行中,除1以外的每个数都等于它肩上的两个数之和”猜想C=C+C
C.第9条斜线上各数之和为55
D.在第n(n≥5)条斜线上,各数从左往右先增大后减小
答案 ABD
解析 根据二项式系数的性质,结合杨辉三角即可得C=C,C=C+C成立,故A,B正确;
第1条斜线上的数为C,第2条斜线上的数为C,第3条斜线上的数为C,C,第4条斜线上的数为C,C,第5条斜线上的数为C,C,C,第6条斜线上的数为C,C,C,第7条斜线上的数为C,C,C,C,…,
由此,归纳得到,第2n(n∈N*)条斜线上的数依次为C,C,C,…,C,
第(2n+1)(n∈N)条斜线上的数依次为C,C,C,…,C.
所以第9条斜线上各数为C,C,C,C,C,其和为C+C+C+C+C=1+7+15+10+1=34,故C错误;
在第n(n≥5)条斜线上,各数从左往右先增大后减小,故D正确.
14.(2025·石家庄模拟)已知n的展开式中前3项的二项式系数之和为29,则n的展开式中的系数为( )
A.-294 B.-826
C.-840 D.-854
答案 D
解析 由题知,1+C+C=29,解得n=7或n=-8(舍去).
则7的展开式的通项Tr+1=C7-rr=rCx,
当3+中取3时,7的展开式中取含的项,令=-1,解得r=3,3×3C=-840;
当3+中取时,7的展开式中取含x2的项,令=2,解得r=1,C=-14.
所以n的展开式中的系数为-840-14=-854.故选D.
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