内容正文:
10.2 二项式定理
【基础练】
一、单项选择题(每小题5分,共30分)
1.二项式的展开式中的系数是( )
A.-80 B.80 C.-10 D.10
2.若实数a=2-,则a12-2a11+22a10-…+212等于( )
A.-32 B.32 C.-64 D.64
3.(x-2y)(2x-y)5的展开式中的x3y3的系数为( )
A.-200 B.-120 C.120 D.200
4.(2024·南京模拟)的展开式中x3y3的系数为( )
A.30 B.-30 C.20 D.-20
5.已知(2x+3)8=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5+a6x6+a7x7+a8x8,则a1+a2++++++等于( )
A.215 B.216 C.217 D.218
6.在的展开式中含x3项的系数为15,则展开式中二项式系数最大的项是( )
A.第4项 B.第5项
C.第6项 D.第3项
二、多项选择题(每小题6分,共12分)
7.已知展开式中各项二项式系数之和为128,则( )
A.n=7
B.展开式的各项系数之和是-1
C.展开式中第4项和第5项的二项式系数最大
D.展开式中无常数项
8.已知f(x)=(2x-m)7=a0+a1(x-1)+a2(x-1)2+…+a7(x-1)7,若a0+++…+=128,则下列说法正确的是( )
A.m=1
B.a3=160
C.f(3)除以6所得余数为5
D.a1-2a2+3a3-4a4+5a5-6a6+7a7=14
三、填空题(每小题5分,共10分)
9.(2025·榆林模拟)已知二项式的展开式中存在常数项,则正整数n的一个可能的值为 .
10.(x+2)(1-2x)5的展开式中x3的系数为 .(用数字作答)
四、解答题(共27分)
11.(13分)已知的展开式中所有项的二项式系数和为128,各项系数和为-1.
(1)求n和a的值;(3分)
(2)求展开式中x-4项的系数;(4分)
(3)求的展开式中的常数项.(6分)
12.(14分)已知(n∈N*).
(1)若展开式中只有第5项的二项式系数最大,求n的值;(3分)
(2)当n=6时,二项式的展开式中x3的系数为A,常数项为B,若B=4A,求a的值;(5分)
(3)当n=6,a=-2时,求二项式的展开式中系数最大的项.(6分)
【提升练】
13.已知(1+x)(n∈N*,n<10)的展开式中没有常数项,则n的最大值是( )
A.6 B.7 C.8 D.9
14.(2024·沈阳模拟)已知a=1.20.1,b=1.10.2,c=1.02,则下列大小关系正确( )
A.a>c>b B.c>b>a C.c>a>b D.b>c>a
15.(多选)(2024·株洲模拟)设(n∈N*)的整数部分为an,小数部分为bn,则下列说法中正确的是( )
A.数列{an+bn}是等比数列
B.数列{an}是递增数列
C.bn(an+bn)=1
D.(1-bn)(an+bn)=1
16.a1,a2,…,a10是一个1,2,3,…,10的排列,要求ai-1和ai+1一定有一个大于ai(i=2,3,…,9),则满足的排列的总数为 .
答案精析
1.A 2.D 3.A
4.D [从5个含有x2,-x,y的括号中,其中1个括号中取x2,1个括号中取-x,3个括号中取y,乘在一起构成x3y3这一项,这一项为·x2··(-x)··y3=-20x3y3,所以x3y3的系数为-20.]
5.D [对(2x+3)8=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5+a6x6+a7x7+a8x8两边求导,
得16(2x+3)7=a1+2a2x+3a3x2+4a4x3+5a5x4+6a6x5+7a7x6+8a8x7.
令x=得a1+a2++++++=16×47=218.]
6.A [由可得x>0,
当0<x<1时,x<
则=
其展开式的通项为Tr+1=(-x)r=(-1)r
令=3,(-1)r=15,
解得n=6,r=4;
当x≥1时,x≥
则=
其展开式的通项为Tk+1
=xn-k=(-1)k
令n-=3,(-1)k=15,
解得n=6,k=2.
综上所述,n=6,所以展开式共有7项,展开式中二项式系数最大的项是第4项.]
7.ACD [由题意可知2n=128,则n=7,故A正确;
令x=1,则=1,故B错误;
因为n=7,所以由二项式系数的性质可知中间两项系数最大,即第4,5项二项式系数最大,分别为故C正确;
展开式的通项为Tk+1=·(2x)7-k·=·27-k·(-1)k·x7-3k(k∈Z,0≤k≤7),显然7-3k=0无整数解,故D正确.]
8.ACD [令x=得f=(3-m)7=a0+++…+=128,所以m=1,所以A正确;
令x-1=t,所以(2t+1)7=a0+a1t+a2t2+…+a7t7,所以a3=23=280,所以B错误;
由A知f(x)=(2x-1)7=a0+a1(x-1)+a2(x-1)2+…+a7(x-1)7,所以f(3)=(6-1)7=·67-·66+·65-…+·6-所以f(3)除以6的余数为5,所以C正确;
由(2t+1)7=a0+a1t+a2t2+…+a7t7,
两边求导可得7(2t+1)6·2=a1+2a2t+…+7a7t6,
令t=-1,得a1-2a2+3a3-4a4+5a5-6a6+7a7=14,所以D正确.]
9.4(答案不唯一)
解析 二项式的展开式的通项为Tk+1==x3n-4k,要使展开式中存在常数项,只需3n-4k=0,0≤k≤n,k∈Z,n∈N*有解即可,则n可取4.
10.-120
解析 (1-2x)5的展开式的通项为Tk+1=·15-k(-2x)k,k=0,1,2,3,4,5,
当k=2时,T3=40x2,当k=3时,T4=·(-2x)3=-80x3,
(x+2)(1-2x)5=x(1-2x)5+2(1-2x)5,
故(x+2)(1-2x)5的展开式中x3的系数为40-2×80=-120.
11.解 (1)由已知条件可得
解得
(2)由(1)知
=.
∵的展开式的通项为
Tk+1=
=(-2)7-kx14-3k,k=0,1,2,…,7,
∴当14-3k=-4,即k=6时,x-4项的系数为×(-2)=-14.
(3)
=(2x-x-2)
=2x-x-2
∴①当14-3k=-1,即k=5时,
2x·(-2)2x-1=168;
②当14-3k=2,即k=4时,-x-2·(-2)3x2=280.
∴所求的常数项为168+280=448.
12.解 (1)展开式中只有第5项的二项式系数最大,则展开式共9项,故n=8.
(2)当n=6时,二项式为
展开式的通项
Tk+1=x6-k
=(-a)k(k=0,1,…,6),
令6-=3,得k=2,
所以A=a2=15a2,
令6-=0,得k=4,
所以B=a4=15a4,
又B=4A,解得a=0(舍去)或a=2或a=-2,
所以a=2或a=-2.
(3)当n=6,a=-2时,二项式为
展开式的通项Tk+1=x6-k=2k(k=0,1,…,6),
设第k+1项系数最大,
则
即故k=4,
所以二项式的展开式中系数最大的项为T4+1=24=240.
13.B [因为(1+x)
=x+(n∈N*,n<10)的展开式中没有常数项的展开式的通项为Tk+1=xn-k=xn-3k(k∈N,k≤n),
①当的展开式中无x-1时,n-3k≠-1;
②当的展开式中无常数项时,n-3k≠0,
结合选项,只有B项同时满足上面两个条件.]
14.B [因为b=1.10.2=(1.12)0.1=1.210.1,
又y=x0.1在(0,+∞)上单调递增,
所以1.20.1<1.210.1,即b>a;
又=1.21,
1.0210=(1+0.02)10=1+×0.02+×0.022+…+×0.0210
=1+0.2+0.018+…+×0.0210>1.218,
所以1.0210>
则1.02>1.210.1,即c>b.
所以c>b>a.]
15.ABC [由·21+…+22n+1,
·21+…-22n+1,
则=2[·21+·23+…+22n+1]
=2(5n·21+5n-1·23+…+22n+1),
由5n·21+5n-1·23+…+22n+1为整数,且0<<1,故的整数部分即为,
小数部分即为,即an=,bn=.
又an+bn=,所以数列{an+bn}是以为首项,为公比的等比数列,
由+2>1,0<-2<1,得数列{an}是递增数列,故A,B正确;
bn(an+bn)=·(+2)2n+1==1,故C正确;
(1-bn)(an+bn)=[1--1≠1,故D错误.]
16.512
解析 若ai<ai+1,考虑ai+1(i≤8),必有ai+1<ai+2,可知从第i项开始,数列开始递增;再考虑ai前面的项,若ai-1>ai⇒ai-2>ai-1,说明此情况下数列在第1项到第i项递减.若ai-1<ai,则将原来的i改为i-1同理考虑即可.由以上分析可知,该数列只有三种情况:单调递减,单调递增或先减后增,故排列总数为+…+=(1+1)9=29=512.
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