内容正文:
圆学子梦想 铸金字品牌
核心素养测评 (时间:45分钟 分值:80分)
七十 二项式定理
基础保分练
一、单选题
1.(5分)二项式的展开式中常数项等于 ( )
A.60 B.-60 C.15 D.-15
【解析】选A.Tr+1==(-2)r.当3-r=0,即r=2时,故常数项为T3=(-2)2=60.
2.(5分)已知二项式(x+)5的展开式中的系数是10,则实数a等于 ( )
A.-1 B.1 C.-2 D.2
【解析】选B.二项式(x+)5的展开式为·x5-k·(ax-1)k=ak··x5-2k,
令5-2k=-1,解得k=3,
所以a3·=10a3=10,a=1.
3.(5分)若(1+3x)2+(1+2x)3+(1+x)4=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4,则a0+a1+a2+a3+a4等于 ( )
A.49 B.56 C.59 D.64
【解析】选C.令x=1,则a0+a1+a2+a3+a4=(1+3)2+(1+2)3+(1+1)4=59.
4.(5分)(x+1)24的展开式中,系数最大的项是 ( )
A.第11项 B.第12项
C.第13项 D.第14项
【解析】选C.因为(x+1)24的展开式的通项为Tr+1=x24-r,r≤24,r∈N,
又当r=12时,取最大值,
则其系数最大的项是第13项.
5.(5分)(2024·张家口模拟)(1-x2)(1+x)5的展开式中x4的系数为 ( )
A.-5 B.5 C.-10 D.10
【解析】选A.(1+x)5的展开式通项为Tr+1=xr,
则(1-x2)(1+x)5的展开式中x4项为x4-x2·x2=(-)x4=-5x4,
所以(1-x2)(1+x)5的展开式中x4的系数为-5.
6.(5分)(x-y+3)5的展开式中,x3y的系数为 ( )
A.80 B.60 C.-80 D.-60
【解析】选D.(x-y+3)5=[x+(3-y)]5,则其展开式通项为Tk+1=x5-k(3-y)k,0≤k≤5,k∈N,令k=2,则(x-y+3)5的展开式中含x3的项为x3(3-y)2=10x3(9-6y+y2)=90x3-60x3y+10x3y2,所以x3y的系数为-60.
二、多选题
7.(5分)关于二项式(x2-)8的展开式,下列结论正确的是 ( )
A.展开式所有项的系数和为-1
B.展开式二项式系数和为256
C.展开式中第5项为1 120x4
D.展开式中不含常数项
【解析】选BCD.A中:令x=1,有(-1)8=1,A错;
B中:28=256,B对;
C中:Tk+1=(x2)8-k(-2x-1)k
=(-2)kx16-3k(k=0,1,2,…,8),
则k=4时,(-2)4x4=1 120x4,C对;
D中:由C选项解析可得16-3k≠0恒成立,D对.
【加练备选】
(多选题)若x5=a0+a1(1-x)+a2(1-x)2+…+a5(1-x)5,其中ai(i=0,1,2,…,5)为实数,则( )
A.a0=0
B.a3=-10
C.a1+a3+a5=-16
D.a1+a2+…+a5=1
【解析】选BC.A.令1-x=0,则x=1,则a0=1,故A错误;
B.因为x5=[1-(1-x)]5,所以展开式中含(1-x)3的系数为·(-1)3=-10,故B正确;
C.令1-x=1,则x=0,则a0+a1+a2+…+a5=0,
令1-x=-1,则x=2,则a0-a1+…-a5=25=32,所以a1+a3+a5==-16,故C正确;
D.a1+a2+…+a5=0-a0=-1,故D错误.
8.(5分)已知二项式(3x-1)n的展开式中各项系数的和为128,则下列结论中正确的有 ( )
A.展开式共有7项
B.展开式中各二项式系数的和为128
C.展开式中只有第4项的二项式系数最大
D.展开式中的常数项为-1
【解析】选BD.由题意知,当x=1时,2n=128,所以n=7.二项式(3x-1)7的展开式共有8项,故A错误;展开式中各二项式系数的和为27=128,故B正确;展开式中第4项和第5项的二项式系数最大,故C错误;展开式中的常数项为(-1)7=-1,故D正确.
三、填空题
9.(5分)若的展开式中第5项为常数项,则该常数项为60.(用数字表示)
【解析】的展开式的第r+1项为
Tr+1==2n-rx2n-2r(-1)rx-r=2n-r(-1)rx2n-3r,
因为第5项为常数项,
所以r=4,所以2n-12=0,n=6,
T5=22(-1)4=15×4=60.
10.(5分)(2025·南平模拟)在(2+x)的展开式中,x3的系数为240.
【解析】(2+x)=2+x,
二项式的通项为··(-2x)r=·(-2)r·x2r-6,
其中的展开式中不含x3的项,
含x2的项为·(-2)4x2=240x2,
所以(2+x)的展开式中含x3的项为240x3,故x3的系数为240.
四、解答题
11.(10分)在(2x+)n(n≥3,n∈N*)的展开式中,第2,3,4项的二项式系数依次成等差数列.
(1)证明展开式中不存在常数项;
(2)求展开式中所有的有理项.
【解析】(1)因为第2,3,4项的二项式系数依次成等差数列,
所以2=+,
整理得n2-9n+14=0(n≥3),解得n=7,
所以通项Tk+1=(2x)7-k()k
=27-k,k=0,1,2,…,7,
令7-k=0,解得k=∉Z,因此展开式中没有常数项.
(2)令7-k∈Z,则k=0,2,4,6.
k=0,T1=27x7=128x7,
k=2,T3=25x4=672x4,
k=4,T5=23x=280x,
k=6,T7=2x-2=14x-2
则展开式中所有的有理项为T1=128x7,T3=672x4,T5=280x,T7=14x-2.
【加练备选】
在的展开式中,第4项的二项式系数与第3项的二项式系数的比为2∶1.
(1)求n的值;
(2)求展开式中含x4的项的二项式系数;(用数字作答)
(3)求值:+3+…+(2k-1)+…+(2n-1).
【解析】(1)由题意可得=2,即=,即n-2=6,故n=8.
(2)由(1)知=,
其展开式的通项Tr+1=(2x)8-r=·28-r·3r·,r=0,1,2,…,8,
令8-r=4,解得r=3,
故展开式中含x4项的二项式系数为=56.
(3)+3+…+(2k-1)+…+(2n-1)
=2+4+…+14+16-(++…++)
=2(+2+…+7+8)-(28-1),
由k=k·
=
=n·
=n,
故+2+…+7+8=8(++…++)=8×27=210,
故原式=2×210-(28-1)=2 048-256+1=1 793.
12.(10分)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.
【解析】(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=⇒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(2×-1)8=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.
创新提分练
13.(5分)(多选题)已知(+x)n=a0+a1(x-1)+…+an(x-1)n,n≥3,n∈N*,若a3≥ai(i=0,1,2,…,n),则n的可能值为 ( )
A.6 B.8 C.11 D.13
【解析】选BC.依题意, (+x)n
=[1+(x-1)]n,
所以ai(x-1)i=·[(x-1) ]i
=()i··(x-1)i,
依题意,其中y=1,2,3,…,n-1,
化简得继续化简得
即
依题意,a3≥ai,所以解得8≤n≤11.
14.(5分)(多选题)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=
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.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
【解析】选ABD.根据二项式系数的性质,结合杨辉三角即可得=,=+成立,故A,B正确;
第1条斜线上的数为,第2条斜线上的数为,第3条斜线上的数为,,第4条斜线上的数为,,第5条斜线上的数为,,,第6条斜线上的数为,,,第7条斜线上的数为,,,,…,
由此,归纳得到,第2n(n∈N*)条斜线上的数依次为,,,…,,
第(2n+1)(n∈N)条斜线上的数依次为,,,…,.
所以第9条斜线上各数为,,,,,其和为++++=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.
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