内容正文:
数学 选择性必修·第二册 作业与测评(B版)
阶段测试2 二项式定理与杨辉三角
一、单项选择题
1.若Cx+Cx2+…+Cxn能被5整除,则x,n的一组值可能为( )
A.x=2,n=6 B.x=4,n=6
C.x=8,n=4 D.x=14,n=4
答案:C
解析:Cx+Cx2+…+Cxn=C+Cx+Cx2+…+Cxn-1=(1+x)n-1.对于A,x=2,n=6,36-1=(33-1)(33+1)=26×28,不能被5整除,A错误;对于B,x=4,n=6,56-1不能被5整除,B错误;对于C,x=8,n=4,94-1=(92-1)(92+1)=80×82,能被5整除,C正确;对于D,x=14,n=4,154-1=(152-1)(152+1)=224×226,不能被5整除,D错误.故选C.
2.已知(+)n展开式中的有理项不少于3项,则n的最小值为( )
A.3 B.4
C.5 D.6
答案:B
解析:(+)n展开式的通项为Tk+1=C·()n-k()k=C·2·6=C23,其中k=0,1,2,…,n.当Tk+1为有理项时,k必为偶数.当n=4时,Tk+1=22C×3,k=0,1,2,3,4.其中,当k的值分别为0,2,4时,Tk+1为有理项,共有3项.故n的最小值为4.故选B.
3.(1+x)(2+x)(3+x)(4+x)的展开式中x2的系数为( )
A.10 B.24
C.35 D.45
答案:C
解析:(1+x)(2+x)(3+x)(4+x)=(x2+3x+2)(x2+7x+12),则展开式中含x2的项为12x2+2x2+3x·7x=35x2,即x2的系数为35.故选C.
4.在(x2+x+y)6的展开式中,x7y的系数为( )
A.3 B.6
C.60 D.30
答案:C
解析:(x2+x+y)6=[(x2+x)+y]6的展开式的通项为Tk+1=C(x2+x)6-kyk(k=0,1,2,…,6).要求x7y的系数,则y的次数k=1,此时(x2+x)6-k=(x2+x)5.(x2+x)5的展开式的通项为Tm+1=C(x2)5-mxm=Cx10-m(m=0,1,2,…,5).要得到x7,则令10-m=7,解得m=3.所以当k=1,m=3时,可得x7y的系数为CC=6×10=60.所以在(x2+x+y)6的展开式中,x7y的系数为60.故选C.
5.已知(2+x)+(2+x)2+…+(2+x)10=a0+a1(1+x)+…+a10(1+x)10(x≠-2,x≠-1),则a3=( )
A.210 B.330
C.165 D.145
答案:B
解析:由(2+x)+(2+x)2+…+(2+x)10=a0+a1(1+x)+…+a10(1+x)10,令t=1+x,可得(1+t)+(1+t)2+…+(1+t)10=a0+a1t+…+a10t10,∴a3是(1+t)+(1+t)2+…+(1+t)10的展开式中t3的系数,∴a3=C+C+C+…+C=C+C+C+…+C=C+C+…+C=C=330.故选B.
二、多项选择题
6.如图,“杨辉三角”是二项式系数在三角形中的一种几何排列,在中国南宋数学家杨辉1261年所著的《详解九章算法》一书中就有出现,则下列关于“杨辉三角”的性质中正确的是( )
A.C+C=C
B.第8行所有数字之和为256
C.第9行中从左到右第6个数是126
D.记第20,21行数字的最大值分别为a,b,则=
答案:BC
解析:对于A,由组合数的性质可得C+C=C,故A错误;对于B,由二项式系数的性质知,第n行各数之和为2n,所以第8行所有数字之和为28=256,故B正确;对于C,第9行中从左到右第6个数是C=126,故C正确;对于D,第20行数字的最大值为a=C,第21行数字的最大值为b=C=C,所以===,故D错误.故选BC.
7.若(x2+mx+1)5=a0+a1x+a2x2+…+a10x10,且a0+a1+a2+…+a10=1,则( )
A.m=-1
B.a0+2a1+4a2+…+210a10=243
C.a1+a3+a5+…+a9=121
D.a0+a2+a4+…+a10=122
答案:ABD
解析:令x=1,则(m+2)5=a0+a1+a2+…+a10=1,所以m+2=1,解得m=-1,A正确;(x2-x+1)5=a0+a1x+a2x2+…+a10x10,令x=2,则a0+2a1+4a2+…+210a10=(4-2+1)5=35=243,B正确;令x=-1,则a0-a1+a2-…+a10=243 ①,而a0+a1+a2+…+a10=1 ②,由②-①,得2(a1+a3+a5+…+a9)=-242,则a1+a3+a5+…+a9=-121,由①+②,得2(a0+a2+a4+…+a10)=244,则a0+a2+a4+…+a10=122,C错误,D正确.故选ABD.
三、填空题
8.(x-y)6的展开式中x4y2的系数是________(结果用数字表示).
答案:-25
解析:展开式中x4y2的系数是C×(-1)2+2×C×(-1)3=15-40=-25.
9.若二项式(m>0)的展开式中常数项为60,则m=________.
答案:
解析:的展开式的通项为Tk+1=C(mx)6-k=C(-1)km6-kx6-3k,0≤k≤6,k∈N,令6-3k=0,解得k=2,则展开式中常数项为C(-1)2m4=60,因为m>0,所以解得m=.
10.已知二项式(x+0.01)n的展开式中所有奇数项的二项式系数之和为512,则n=________.试估算x=1时,(x+0.01)n的值为________(精确到0.001).
答案:10 1.105
解析:依题意,得=512,解得n=10.当x=1时,(1+0.01)10=1+C×0.01+C×0.0001+C×0.000001+…+C×0.0110≈1+C×0.01+C×0.0001+C×0.000001=1+0.1+0.0045+0.00012=1.10462≈1.105.
四、解答题
11.若(3x-1)7=a7x7+a6x6+…+a1x+a0,求:
(1)a1+a2+…+a7;
(2)a1+a3+a5+a7;
(3)a0+a2+a4+a6;
(4)|a0|+|a1|+|a2|+…+|a7|.
解:(1)令x=0,则a0=-1,
令x=1,
则a7+a6+…+a1+a0=27=128,①
∴a1+a2+…+a7=129.
(2)令x=-1,
则-a7+a6-a5+a4-a3+a2-a1+a0=(-4)7,②
由(①-②)÷2,得a1+a3+a5+a7=×[128-(-4)7]=8256.
(3)由(①+②)÷2,得a0+a2+a4+a6=×[128+(-4)7]=-8128.
(4)解法一:∵(3x-1)7的展开式中a0,a2,a4,a6均小于零,a1,a3,a5,a7均大于零,
∴|a0|+|a1|+|a2|+…+|a7|=a1+a3+a5+a7-(a0+a2+a4+a6)=8256-(-8128)=16384.
解法二:∵|a0|+|a1|+|a2|+…+|a7|即为(1+3x)7的展开式中各项的系数和,
∴|a0|+|a1|+|a2|+…+|a7|=(1+3)7=47=16384.
12.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.
解:的展开式的通项为Tk+1=C()8-k=(-2)kCx4-k,k≤8,k∈N.
(1)二项式系数最大的项为中间项,
即第5项,T5=(-2)4Cx-6=1120x-6.
(2)设第r+1项系数的绝对值最大,显然0<r<8,
则
整理,得
即解得5≤r≤6,
而r∈N,则r=5或r=6,
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T7=(-2)6Cx-11=1792x-11.
13.已知(x-2y)n=a0xn+a1xn-1y+a2xn-2y2+…+anyn,且|a0|+|a1|+…+|an|=729,则(x-2y)n的展开式中含xpyp(p∈N+)项的二项式系数为________.
答案:20
解析:由题意,得当n为偶数且n∈N+时,an>0,当n为奇数且n∈N+时,an<0,令x=1,y=-1,得3n=|a0|+|a1|+…+|an|=729,n=6,∴(x-2y)6的展开式的通项为Tk+1=Cx6-k(-2y)k=C(-2)kx6-kyk,由6-k=k,得k=3,故p=3,∴(x-2y)n的展开式中含xpyp(p∈N+)项的二项式系数为C=20.
14.(a2+a+1)n=Sa2n+Sa2n-1+Sa2n-2+…+Sa+S的展开式中,把S,S,S,…,S叫作三项式的n次系数列.
(1)求S+S+S的值;
(2)根据二项式定理,将等式(1+x)2n=(1+x)n(1+x)n的两边分别展开可得左、右两边的系数对应相等,如C=(C)2+(C)2+(C)2+…+(C)2.理解上述思想方法,利用方程1-x3=(1-x)(1+x+x2),请化简:SC-SC+SC-…+(-1)kSC+…+SC-SC.
解:(1)由题设,可知(a2+a+1)3=S·a6+S·a5+S·a4+S·a3+S·a2+S·a+S,
令a=1,得33=S+S+S+S+S+S+S;
令a=-1,得1=S-S+S-S+S-S+S,
两式相减,得26=2(S+S+S),
所以S+S+S=13.
(2)因为(x2+x+1)2025=Sx4050+Sx4049+Sx4048+…+Sx2+Sx+S,(1-x)2025=C-Cx+Cx2-…-Cx2025,
所以在(1-x)2025(1+x+x2)2025的展开式中,x4050的系数为SC-SC+SC-…+(-1)kSC+…+S·C-SC.
又(1-x3)2025的展开式的通项为Tk+1=C·(-x3)k,
由3k=4050,得k=1350,
所以x4050的系数为C.
所以SC-SC+SC-…+(-1)kSC+…+SC-S·C=C.
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