第29讲 计数原理(知识清单+3题型讲解练+强化训练)讲义-2026年高考数学大一轮复习核心题型讲与练+培优点专项突破(新高考版)
2025-12-31
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2份
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普通
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.94 MB |
| 发布时间 | 2025-12-31 |
| 更新时间 | 2025-12-31 |
| 作者 | 宋老师数学图文制作室 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-12-31 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55722544.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中数学高考复习讲义聚焦计数原理专题,覆盖两个计数原理、排列组合、二项式定理等核心考点,按“原理-概念-公式-应用”逻辑梳理知识清单,通过题型讲解(计数原理、排列组合综合问题等6类题型)和分层强化训练(单选、多选、填空、解答题),构建“考点梳理-方法指导-真题演练”教学流程,帮助学生系统突破重点难点。
讲义突出实战导向与核心素养培养,题型设计采用“例题+变式”举三反三模式,如通过传球问题训练分步乘法计数原理应用,强化训练分层次适配不同学生需求。注重培养数学思维与解题规范,助力教师精准把控复习节奏,有效提升学生在有限时间内的应考能力。
内容正文:
第29讲 计数原理
知识清单
知识点01:两个计数原理
知识点02:排列与组合的概念
知识点03:排列数与组合数
知识点04:排列数、组合数的公式及性质
知识点05:二项式定理
知识点06:二项式系数的性质
题型讲解
(举三反三)
题型1:计数原理
题型2:排列、组合问题
题型3:排列、组合的综合问题
强化训练
一、单选题(8)
二、多选题(3)
三、填空题(3)
四、解答题(5)
知识点01.两个计数原理
(1)分类加法计数原理:完成一件事有两类不同方案,在第1类方案中有m种不同的方法,在第2类方案中有n种不同的方法,那么完成这件事共有N= m+n种不同的方法.
(2)分步乘法计数原理:完成一件事需要两个步骤,做第1步有m种不同的方法,做第2步有n种不同的方法,那么完成这件事共有N=m×n种不同的方法.
知识点02.排列与组合的概念
名称
定义
排列
从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素
按照一定的顺序排成一列
组合
作为一组
知识点03.排列数与组合数
(1)排列数:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有不同排列的个数,用符号表示.
(2)组合数:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有不同组合的个数,用符号表示.
知识点04.排列数、组合数的公式及性质
公式
(1)=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)=(n,m∈N*,且m≤n).
(2)(n,m∈N*,且m≤n).
性质
(1)0!=1;=n!.
(2)=1;;.
知识点05.二项式定理
二项式定理
(a+b)n=an+an-1b1+…+an-kbk+…+bn(n∈N*)
二项展开式的通项
Tk+1=an-kbk,它表示展开式的第k+1项
二项式系数
(k=0,1,…,n)
知识点06.二项式系数的性质
(1)对称性:与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等.
(2)增减性与最大值:
①当k<时,随k的增加而增大;由对称性知,当k>时,随k的增加而减小.
②当n是偶数时,中间的一项取得最大值;当n是奇数时,中间的两项与相等,且同时取得最大值.
(3)各二项式系数的和:(a+b)n的展开式的各二项式系数的和为+…+=2n.
题型1:计数原理
【例1-1】(2025·安徽蚌埠·三模)空间中三个点、、满足,在空间中任取2个不同的点,使得它们与、、恰好成为一个正四棱锥的五个顶点,则不同的取法种数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据空间中点线面的位置关系,和正四棱锥的几何性质,分类讨论,求出不同的取法数量.
【详解】
如图所示,设任取2个不同的点为、,当为正四棱锥的侧面时,
平面的两侧分别可以做以四边形为底面的正四棱锥,有2种情况,
同理以四边形、四边形为底面各有2种情况,所以共有6种情况;
当为正四棱锥的截面时,、位于两侧,四边形为圆锥的底面,只有一种情况,
同理以四边形、四边形为底面各有1种情况,所以共有3种情况;
综上,共有种情况.
故答案为:B.
【例1-2】(2025·四川宜宾·三模)从集合中任取4个不同的数,组成无重复数字的四位数.若该四位数能被3整除的概率为;若取出的4个数按从小到大排列,中间两个数的和为7的概率为,则 .
【答案】
【分析】通过计数原理结合古典概型概率计算公式求解即可.
【详解】从集合中任取4个不同的数,可得无重复数字的四位数共,
四位数能被3整除,即四个数的和是3的倍数,共有5种情况,故共有种,
若取出的4个数按从小到大排列,共有种,
中间两个数的和为7,只能时或,
若中间为,两端只能为,一种情况,
若中间为,第一个数可以从选,第四个数可以从选,有,
故共有种,
所以,,
所以,
故答案为:
【例1-3】(2025·山西·三模)新世纪中学校园有一排长条形区域用来栽种鲜花(如图所示),该区域被分为个部分(且),现有三种花,分别为牡丹、茉莉、玫瑰,分别在每个区域选择一种进行种植,要求相邻区域不能用同一种花,将总的栽种方案记作,则 .
【答案】
【分析】根据给定条件,利用分步计数原理列式即得.
【详解】第一个区域有三种选法,之后的每个区域都有两种选法,
由分步乘法计数原理得.
故答案为:
【变式1-1】(2024·安徽合肥·模拟预测)2024届高三某次联考中对尖端生采用屏蔽措施,某校历史方向有五名屏蔽生总分在前9名,现在确定第一、二、五名是三位同学,但不是第一名,两名同学只知道在6至9名,且的成绩比好,则这5位同学总分名次有多少种可能( )
A.6 B.12 C.24 D.48
【答案】C
【分析】先排,再排和,对进行分类,可排6,7,8位,最后根据的情况再排。
【详解】第一步排有两种可能:第2名或第5名;
第二步排和有两种可能;
第三步排和,有6,7,8位三种可能;
当为第6名时,有7,8,9名三种可能,
当为第7名时,有8,9名两种可能,
当为第8名时,只有第9名一种可能,
所以第三步的总数为种;
根据分类计数原理,所有名次排位的总数种。
故选:C
【变式1-2】(2025·贵州贵阳·模拟预测)三名篮球运动员甲、乙、丙进行传球训练(不能传给自己),由甲开始传,经过4次传递后,球被传给丙,则不同的传球方式共有 种.
【答案】5
【分析】根据传球规则,通过列举法,按照传球的次数逐步分析球的传递路径,从而得出经过次传递后球被传给丙的不同传球方式.
【详解】第一次传球,因为由甲开始传,且不能传给自己,所以甲可以传给乙或丙.
分情况讨论后续传球
情况一:甲第一次传给乙
第二次传球,乙可以传给甲或丙.
若乙传给甲,第三次传球,甲可以传给乙或丙.
若甲传给乙,第四次传球,乙只能传给丙,此时传球方式为甲→乙→甲→乙→丙.
若甲传给丙,此时传球方式为甲→乙→甲→丙.
若乙传给丙,第三次传球,丙可以传给甲或乙.
若丙传给甲,第四次传球,甲只能传给丙,此时传球方式为甲→乙→丙→甲→丙.
若丙传给乙,第四次传球,乙只能传给丙,此时传球方式为甲→乙→丙→乙→丙.
情况二:甲第一次传给丙
第二次传球,丙可以传给甲或乙.
若丙传给甲,第三次传球,甲可以传给乙或丙.
若甲传给乙,第四次传球,乙只能传给丙,此时传球方式为甲→丙→甲→乙→丙.
若甲传给丙,此时传球方式为甲→丙→甲→丙.
若丙传给乙,第三次传球,乙可以传给甲或丙.
若乙传给甲,第四次传球,甲只能传给丙,此时传球方式为甲→丙→乙→甲→丙.
若乙传给丙,此时传球方式为甲→丙→乙→丙.
由上述分析可知,不同的传球方式共有种.
故答案为:5.
【变式1-3】(2025·广西南宁·模拟预测)一个3×3的正方形花坛被划分为9个1×1小方格(如图),计划种植4种花卉(玫瑰、月季、百合、郁金香)每个小方格种1种花卉.要求:花坛中任意2×2的小区域内,4种花卉必须全部种植且不重复,则不同的种植方案共有 种.
【答案】72
【分析】根据分类加法以及分步乘法计数原理求解即可.
【详解】如图对正方形每个方格编号:
不妨记玫瑰、月季、百合、郁金香分别为:,
第一步在方格中种植4种不同花卉,有种方法;
第二步:不妨取一种种植情况如图:
A
B
3
D
C
6
7
8
9
(1)当方格种植花卉时,则方格种植D花卉,方格只能种植B花卉,
方格种植A花卉, 方格种植D花卉,只有种方法;
(2)当方格不种植花卉时,则方格中种植花卉,方格种植A花卉,
①当方格种植花卉时,则方格种植B花卉,方格种植花卉,只有种方法;
②当方格种植B花卉时,则方格中只能种植花卉,方格种植B花卉,只有种方法;
因此根据分类加法计数原理和分步计数原理可知,共有种方法.
故答案为:
题型2:排列、组合问题
【例2-1】(2025·浙江绍兴·三模)某班一天上午有4节课,下午有2节课,现要安排该班一天中语文、数学、政治、英语、体育、心理6堂课的课程表,要求数学课排在上午,体育课排在下午,不同排法总数是( )
A.192 B.144 C.124 D.216
【答案】A
【分析】先排数学课,再排体育课,最后排剩下的语文、政治、英语、心理4堂课,由分步乘法计数原理即可得出答案.
【详解】数学课排在上午有种,体育课排在下午有种,
剩下的语文、政治、英语、心理4堂课有种,
所以种.
故选:A.
【例2-2】(2025·上海金山·一模)某学校读书节活动中,甲、乙、丙3个班级各有2位同学获奖,现将这6人排成一排拍照,则同一班级的两位同学均站在一起的排法共有 种.
【答案】48
【分析】用“捆绑法”以及全排列即可求解.
【详解】将每个班的2人捆绑,然后全排列,故总的排法有,
故答案为:48
【例2-3】(2022·甘肃兰州·一模)(1)学校开设了7门选修课,要求每个学生从中选学4门,共有多少种不同的选法?
(2)从参加羽毛球团体比赛的6名运动员中选出3名,并按排定的顺序出场比赛,有多少种不同的选法?
【答案】(1)35(2)120
【分析】(1)因为没有顺序,结合组合数运算求解;
(2)因为有顺序,结合排列数运算求解.
【详解】(1)由题意可知:因为没有顺序,应根据组合数运算,所以共有种不同的选法;
(2)由题意可知:因为有顺序,应根据排列数运算,所以共有种不同的选法.
【变式2-1】(2025·广西北海·模拟预测)桂林的象鼻山景区有4个主要景点:象鼻山、水月洞、普贤塔、爱情岛.若游客可以选择游览其中的3个景点,且必须包含景点象鼻山,则不同的游览顺序有( )
A.12种 B.14种 C.18种 D.20种
【答案】C
【分析】根据排列数与组合数计算即可求解.
【详解】因为必须包含景点象鼻山,
所以从剩下的3个景点中选择2个景点与象鼻山组合,有种选法,游览顺序可以不同,
所以共有种不同的游览路线.
故选:C.
【变式2-2】(2025·上海普陀·一模)某人工智能模型在自然语言处理中,使用位置编码表示词序,每个位置编码需用一个6维向量表示.若某位置编码可以写成(a,b,c,d,e,f)的形式,其中,则在仅考虑前3个位置的情况下,恰好取2个不同值的编码共有 个.
【答案】18
【分析】先选出数值,再把它们分配到三个位置上,结合乘法计数原理可得答案.
【详解】先从这3个数中选2个,有种选法;
再分配2个数到3个位置,必有2个位置的数是相同的,
选择出现1次的数:从选中的2个数中选1个,有种选法,
选择出现1次的数的位置:有种选择;
共有种编码.
故答案为:18
【变式2-3】(2025·江苏盐城·三模)(1)计算:.
(2)利用0,1,2,4,5,7这六个数字,组成无重复数字的三位数,其中奇数有多少个?
(3)甲乙丙丁戊五个同学,分配到三个城市参加活动,每个城市至少去一人,共有多少种不同分配方法?
【答案】(1)35;(2)48;(3)150
【分析】(1)根据组合数的性质求解即可;
(2)分不选0和选0两种情况,结合分类加法和分步乘法原理求解;
(3)把5人按1,1,3或2,2,1分组,再把每一种分组方法安排到三个城市即可求解.
【详解】(1);
(2)不选0时,先从1,5,7中选一个数放在个位,
然后剩下的4个数中选2个排在十位和百位,则有个奇数;
选0时,先把0放在十位,然后从1,5,7中选一个数放在个位,
再从剩下的4个数中选1个放百位,则有个奇数;
所以共有个奇数;
(3)由题意,先把5人按1,1,3分组,有种分组方法,
按2,2,1分组,有种分组方法,因此不同分组方法数为,
再把每一种分组安排到三个城市,有种方法,
所以不同分配方法种数是.
题型3:排列、组合的综合问题
【例3-1】(2025·四川成都·一模)在连续五天时间里,甲、乙、丙、丁四名同学分别到夕阳红敬老院参加志愿者活动,每天一人,其中甲参加两天,其余三人各参加一天,则甲不在相邻两天的安排方法有( )
A.24种 B.36种 C.48种 D.60种
【答案】B
【分析】先安排乙、丙、丁三名同学,再用插空法排甲最后可计算所有排法.
【详解】先排乙、丙、丁三名同学共有种排法;
再从三人所产生的四个空中选两个空给甲,有种方法;
所以共有种安排方法.
故选:B
【例3-2】(2025·湖北·模拟预测)将甲,乙,丙,丁,戊五名志愿者分配到四个特殊家庭开展帮扶,每个家庭至少安排一名志愿者,则志愿者甲恰好被安排在家庭的不同安排方法数有 种.
【答案】
【分析】按照家庭被分配到一人或两人,进行分类讨论.
【详解】由题可分以下两种情形:
①家庭只有志愿者甲,另外人分配到其他的个特殊家庭,每个家庭至少安排一名志愿者,此时有种;
②家庭除了甲还有另一名志愿者,另外人分配到其他的个特殊家庭,每个家庭至少安排一名志愿者,此时有种.
故志愿者甲恰好被安排在家庭共有种不同安排方法.
故答案为:.
【例3-3】(2025高三·全国·专题练习)将标号为1,2,3,4,5,6,7的7个彩球进行排列,若1号球不能排在左端,2号球不能排在右端,则不同的排法有多少种?
【答案】3720种
【分析】思路一:由分类加法、分步乘法计数原理即可求解;思路二:由间接法即可求解.
【详解】解法1 ①若2号球排在左端,则排法有种;
②若2号球不排在左端,则左端的排法有种,右端的排法有种,
中间五个位置的排法有种,此时的排法共有种.
由分类计数原理可知,不同的排法共有(种).
解法2 将7个彩球全排列,共有种,而1号球在左端及2号球在右端的排法均为,
则中把1号球在左端且2号球在右端的排法减了两次,所以还需加上,则有.
故不同的排法共有3720种.
【变式3-1】(2025·全国·模拟预测)2025年1月7日9时5分,西藏自治区日喀则市定日县发生6.8级地震.现从各省共抽派7支抢险工作队前往5个灾区县救援,要求每个受灾县至少有一个工作队的方法种数共有( )
A.1800 B.16800 C.14280 D.25200
【答案】B
【分析】先分组后分配,分组分配上有3,1,1,1,1与2,2,1,1,1两种方式,再结合排列组合数计算即可.
【详解】分组分配上有3,1,1,1,1与2,2,1,1,1两种方式.
若是3,1,1,1,1,则有种;
若是2,2,1,1,1,则有种.
所以共有种.
故选:B.
【变式3-2】(2025·四川成都·模拟预测)甲、乙两位同学从7部电影中各自随机选看2部,两人选择独立互不影响,则两人选看的电影中,最多有1部相同的选法共有 种.
【答案】420
【分析】利用分类加法和分步乘法计数原理及排列组合的计算方法求解即可.
【详解】甲、乙选看的电影中最多有1部相同包括:
(1)两人选看的电影均不相同,不同选法有(种);
(2)两人选看的电影有且仅有一部相同,不同选法有(种),
不同的选法总共有(种).
故答案为:420.
【变式3-3】(25-26高三上·上海·单元测试)从A,B,C等8人中选出5人排成一排.
(1)A必须在内,有多少种排法?
(2)A,B,C三人不全在内,有多少种排法?
(3)A,B,C都在内,且A,B必须相邻,C与A,B都不相邻,有多少种排法?
【答案】(1)4200种
(2)5520种
(3)240种
【分析】(1)先依次求出从余下的7人中选4人、选出的4人与A进行全排列的方法数,再依据分布乘法计数原理即可得解.
(2)先求出8人中任选5人的排列数,再求出8人中任选5人A,B,C三人全在内的排法,从而用8人中任选5人的排列数减去A,B,C三人全在内的结果即可得解.
(3)先求余下5人中选2人的排法,接着依据题意先将A、B进行排列、再将选出的2人进行全排列,然后再求出将A、B这个整体与C插入至所选出的2人所产生的3个空位中的其中2个的排列数,最后根据分布乘法计数原理将前面几步所得结果乘起来即可得解.
【详解】(1)由题意,先从余下的7人中选4人共有种不同结果,
再将选出的4人与A进行全排列有种不同的排法,
故由乘法原理可知共有种不同排法.
(2)从8人中任选5人排列共有种不同排法,
A,B,C三人全在内有种不同排法,
所以由间接法可得A,B,C三人不全在内共有种不同排法.
(3)因A,B,C都在内,所以只需从余下5人中选2人有种不同结果,
A、B必须相邻,有种不同排法,
由于C与A,B都不相邻,先将选出的2人进行全排列共有种不同排法,
再将A、B这个整体与C插入至所选出的2人所产生的3个空位中其中2个有种不同排法,
由乘法原理可得共有种不同排法.
题型4:通项公式的应用
【例4-1】(2025·湖南长沙·三模)二项式的展开式中第5项的系数为( )
A.252 B.-252 C.210 D.-210
【答案】C
【分析】求出展开式的通项,从而可得第5项的系数.
【详解】二项式展开式的通项公式,
当时,第5项系数为210.
故选:C.
【例4-2】(2025·甘肃平凉·模拟预测)二项式的展开式中常数项是( )
A. B. C.28 D.56
【答案】C
【分析】写出展开式的通项,即可求出展开式中常数项.
【详解】由题意,
在中,展开式的通项为,
令,解得,
∴展开式中常数项是.
故选:C.
【例4-3】(2025·河南·二模)若的展开式中的常数项为,则 .
【答案】1
【分析】法1:根据二项式定理的定义,写出展开式通项,利用赋值法,可得答案;法2:根据多项式乘法,结合组合的计数原理,结合题意,可得答案.
【详解】法1:因为的展开式的通项,
令,解得,所以常数项为,解得.
法2:的展开式中,常数项为从4个因式中1个取,
其余3个取,即常数项为,由,解得.
故答案为:.
【变式4-1】(2022·贵州贵阳·二模)若展开式中存在常数项,则正整数n的最小值是( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】A
【分析】根据二项展开式的公式,求得的指数为0时满足的关系式,再结合整数的性质分析即可
【详解】易得的通项,又展开式中存在常数项则有解,即,故正整数n的最小值是5,此时
故选:A
【变式4-2】(2024·湖南衡阳·三模)展开式中系数为无理数的项共有( )
A.2项 B.3项 C.4项 D.5项
【答案】D
【分析】根据题意,结合二项式的展开项,代入计算,即可得到结果.
【详解】因为展开式的通项公式为,
当时,展开式中系数为无理数项,共5项.
故选:D
【变式4-3】(2025·安徽黄山·一模)若二项式展开式中的常数项为160,则 .
【答案】2
【分析】求出二项展开式的通项,令的指数等于零,再根据题意建立等量关系,即可求出.
【详解】由题二项式展开式的通项公式为:,
所以当时的项为常数项,解得.
故答案为:2.
题型5:二项式系数与项的系数的问题
【例5-1】(2025·四川成都·二模)的展开式中系数最大的项为( )
A.第3项 B.第4项 C.第5项 D.第6项
【答案】B
【分析】根据二项式系数的对称性可直接判断结果.
【详解】易知的展开式的各项系数分别为,
由二项式系数的对称性可知系数最大的项为第四项.
故选:B.
【例5-2】(2025·云南·模拟预测)二项式的展开式中的系数为,则 .
【答案】
【分析】利用二项式展开式的通项公式,结合题意即可得方程,求解即可.
【详解】由展开式的通项公式得:,
令,则,所以,
由题意得:-160,而,故,解得.
故答案为:
【例5-3】(2020·江苏南通·二模)设,.
(1)求的展开式中系数最大的项;
(2)时,化简;
(3)求证:.
【答案】(1);(2);(3)证明见解析
【分析】(1)中间项的二项式系数(也是系数)最大;
(2)在原式乘以4,然后逆用二项式定理即可;
(3)根据,将左边利用倒序相加法求和.
【详解】解:(1),通项为:,
故各项的系数即为二项式系数,故系数最大的项为;
(2)
;
(3)证明:令①,
则,
所以②,
①②得:,∴.
【点睛】本题考查二项式定理的通项、系数的性质以及赋值法.同时考查学生的逻辑推理和数学运算等数学核心素养.属于中档题.
【变式5-1】(2025·江苏泰州·模拟预测)的展开式中二项式系数的和为64,则展开式中的常数项为( )
A.8 B.12 C.15 D.
【答案】C
【分析】依据题干得到,然后求得通项公式,根据常数项的特点计算即可.
【详解】由题可知:,通项公式为,
令,所以常数项为.
故选:C
【变式5-2】(2025·河南·三模)已知,则的值为 .
【答案】255
【分析】通过赋值,可得,再由求出项的系数即可.
【详解】由,
令,可得,
又,
上式二项展开的通项为:.令,可得.
∴.
故答案为:255.
【变式5-3】(2020·江苏南通·模拟预测)已知.
(1)求的值;
(2)令,n为正偶数,若,试比与的大小.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)令,,再求可得结果;
(2)令和,联立求出,,在化简,适当放缩可比较与的大小.
【详解】(1)令,得;
令,得.
而,
所以.
(2)当n为正偶数时,令,
得;
令,得.
故,,
所以
.
因为,
所以,
即.
【点睛】本题主要考查二项式定理的展开式,赋值法,通过放缩比较不等式的大小,属于中档题.
题型6:二项式定理的综合应用
【例6-1】(2024·湖南·二模)某银行在2024年初给出的大额存款的年利率为,某人存入大额存款元,按照复利计算10年后得到的本利和为,下列各数中与最接近的是( )
A.1.31 B.1.32 C.1.33 D.1.34
【答案】D
【分析】利用等比数列的通项公式、二项展开式计算可得答案.
【详解】存入大额存款元,按照复利计算,
可得每年末本利和是以为首项,为公比的等比数列,
所以,
可得,
故选:D.
【例6-2】(2025·河北保定·模拟预测)若数列的前9项满足,记的前项和为,则 .
【答案】16
【分析】根据二项展开式公式和数列概念即可得到答案.
【详解】令,则有,即.
又因为根据二项展开式通项公式得,
故.
故答案为:16.
【例6-3】(2023·黑龙江哈尔滨·三模)已知数列的前项和为,满足,等差数列中.
(1)求和的通项公式;
(2)数列与的共同项由小到大排列组成新数列,求数列的前20的积.
【答案】(1),;
(2).
【分析】(1)根据给定的递推公式求出,即可求出,再求出等差数列的公差求出作答.
(2)利用二项式定理分析、探求出的表达式即可求出作答.
【详解】(1),,当时,,两式相减得:,
即,而,解得,因此数列是首项为3,公比为3的等比数列,,
在等差数列中,由,得,解得,
则公差,,
所以和的通项公式分别为,.
(2)令数列的第m项与数列的第k项相同,即,
于是,
显然是4的正整数倍,要成立,
当且仅当为正偶数,因此数列与的共同项为,即,
所以.
【变式6-1】(2025·云南昭通·模拟预测)若,则被整除的余数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意,给自变量赋值,取和,两个式子相减,得到的值,将构造成一个新的二项式,根据二项展开式可以看出被8整除的结果,得到余数.
【详解】令,得,
令,得,
两式相减得,
所以.
因为
能被8整除,
被8整除的余数为3,
所以被8整除的余数为3,
故选:C.
【变式6-2】(2021·上海金山·二模)若函数,其中≤x≤,则的最大值为 .
【答案】22021;
【分析】先换元,再用二项式定理展开合并求最值.
【详解】令,则有,按的升幂排列,
,
,
两者相加时,的奇数次幂抵消,偶数次幂系数相同,
所以,则偶数次幂的最大值为1,
所以最大值为:
.
故答案为:.
【点睛】关键点睛:解决本题的关键一是换元思想,二是组合数的化简运算.
【变式6-3】(2023·湖北·模拟预测)记为数列的前项和.已知,.
(1)求的通项公式;
(2)记为数列的前项积,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)通过条件,利用和间的关系,得出,再利用累积法即可求出结果;
(2)利用(1)中结果,得到,从而得到,通过计算和利用二项式定理得出数列前5项均为负数,从第6项起均为正数,从而求出结果.
【详解】(1)因为时,,所以,两式相减得到,化简整理得,所以,当时,,
又当,,又,解得.
所以,当时,,
又当时,,满足,当时,,不满足,
综上所述,.
(2)由(1)知,当时,,得到,
又当时,,满足,所以,
令,所以,
又,
当时,,
所以当时,,又,所以,当时,,
所以时,取得最大值.
一、单选题
1.(2025·浙江温州·一模)在的展开式中,含项的系数是( )
A.42 B. C.84 D.
【答案】C
【分析】根据给定条件,利用二项式定理直接求解.
【详解】在的展开式中,含的项为,
所以含项的系数是84.
故选:C
2.(2025·新疆喀什·模拟预测)某烘培店制作了6种面包()、5种蛋糕(),现从中选取两种面包和一种蛋糕搭配成套餐售卖,若必须搭配在一起,不能搭配在一起,则不同的搭配方案共有( )
A.16种 B.24种 C.32种 D.48种
【答案】C
【分析】分一起选择与不一起选择两种情况求解即可.
【详解】1:若必须一起选择的情况,此时面积的选择只有1种,
只需从5种蛋糕中选择1种有5种选法;由分步乘法计数原理共有5种不同的选法;
2:若不一起选择,则只能从剩余4种中选择2种有种,
再从5种蛋糕中选择1种有5种选法,故有,
又一起选的方法有种,
所以不一起选择,不能搭配在一起的总的方法有种;
故若必须搭配在一起,不能搭配在一起,则不同的搭配方案共有种.
故选:C.
3.(2025·四川自贡·一模)如图,某设备内部从a到b的电路包含三个元件A,B,C,现该设备从a到b的电路工作不正常(断路),那么该设备三个元件A,B,C的工作状态(通路/断路)共有n种不同情况,则n为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】B
【分析】根据给定条件,利用分类加法计数原理、分步乘法计数原理列式求解.
【详解】元件不通,设备从a到b的电路工作不正常,共有种,
元件正常,当且仅当元件都不通,设备从a到b的电路工作不正常,只有1种,
所以.
故选:B
4.(2025·山东枣庄·二模)子贡曰:“夫子温、良、恭、俭、让以得之”,“温、良、恭、俭、让”指五种品德:温和、善良、恭敬、节俭、谦让.现有分别印有这5个字的卡片(颜色均不同)各2张,同学甲从中抽取4张卡片分给另外4位同学,每人一张卡片,恰有2位同学分到的卡片是相同字的分配方案有( )
A.120种 B.210种 C.1440种 D.2880种
【答案】D
【分析】将字相同的卡片看成—组,从5组中选出—组,再从剩下4组,选出2组,在各取一张,得到4张卡片,全排列即可.
【详解】先把字相同的卡片看成—组,
第一步:从这5组中选出—组,
第二步:再从余下的4组中选2组,这2组中,每组各选—张卡片,
第三步:把选出的4张卡片,分给4位同学,
所以不同的分配方案有种.
故选:D
5.(2025·全国·模拟预测)若的展开式中二项式系数之和为64,则展开式的常数项为( )
A.160 B. C.20 D.
【答案】B
【分析】先根据二项式系数和求出,求出展开式通项,令得,代入通项即可求出常数项.
【详解】因为的展开式的二项式系数和为64,即,解得,
则的展开式通项为,
令得,所以的常数项为.
故选:B.
6.(2025·江苏南通·模拟预测)的二项展开式中,二项式系数之和等于256,则二项展开式中二项式系数最大的项为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题意求出,写出二项展开式的通项,即可求得二项式系数最大的项.
【详解】因为,所以,二项展开式的通项为
,
故二项展开式中,二项式系数最大的项为.
故选:A.
7.(2025·河南许昌·模拟预测)若,则被8整除的余数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【分析】令得,令得,两式相减即可得,即利用二项式定理即可求解.
【详解】令得,令得,
两式相减得,
所以,因为
,,因为能被8整除,
所以被8整除的余数为4.
故选:C.
8.(2025·全国·模拟预测)已知4位学生被分配到A、B、C三地学习,每地至少分配一位学生且每位学生只能去一个地方学习,则不同的分配方式有( )
A.12种 B.18种 C.24种 D.36种
【答案】D
【分析】根据题意先将4位学生分成三组,再分配到A、B、C三地学习,根据分步乘法计数原理即可求解.
【详解】根据题意,先从4人中选2人组成一组,有种方法,
然后将3组学生分配到A、B、C三地学习,有种方法,
由分步计数原理知共有种不同的分配方法,
故选:D.
二、多选题
9.(2025·安徽马鞍山·模拟预测)某班有10名同学,现在选出3名去参加歌唱比赛,则不同的选法种数为( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【分析】对于AB,根据组合数问题和排列数定义直接计算即可判断;对于CD,根据特定的同学入选与否进行分类计数即可求解判断.
【详解】对于AB,从10名同学选出3名去参加歌唱比赛,则不同的选法种数为,故A正确,B错误;
对于CD,从10名同学选出3名去参加歌唱比赛,根据甲同学入选与否可得不同的选法种数为,
从10名同学选出3名去参加歌唱比赛,根据甲乙两名同学入选与否可得不同的选法种数为,
故CD正确.
故选:ACD
10.(2025·四川眉山·模拟预测)现有5幅不同的国画,2幅不同的油画,7幅不同的水彩画,则下列说法正确的是( ).
A.从中任选1幅画布置房间,有14种不同的选法
B.从这些国画、油画、水彩画中各选1幅布置房间,有70种不同的选法
C.从这些画中选出2幅不同种类的画布置房间,有59种不同的选法
D.从甲、乙、丙3幅不同的画中选出2幅,分别挂在左、右两边墙上的指定位置,共有12种不同的挂法
【答案】ABC
【分析】根据题意,结合分类加法计数原理和分步乘法计数原理,逐项计算,即可求解.
【详解】对于A,根据分类加法计数原理可知,共有种不同的选法,故A正确.
对于B,根据分步乘法计数原理可知,共有种不同的选法,故B正确.
对于C,可分为三类:第一类是1幅选自国画,1幅选自油画,有种不同的选法;
第二类是1幅选自国画,1幅选自水彩画,有种不同的选法;
第三类是1幅选自油画,1幅选自水彩画,有种不同的选法,
故共有种不同的选法,故C正确.
对于D,可以分两个步骤完成:第一步,从3幅画中选1幅挂在左边墙上,有3种选法;
第二步,从剩下的2幅画中选1幅挂在右边墙上,有2种选法,
根据分步乘法计数原理知,不同挂法的种数是,故D错误.
故选:ABC.
11.(2025·河北·模拟预测)在的展开式中,下列说法正确的是( )
A.二项式系数最大的项是第4项
B.所有项的系数之和为1
C.含的项的系数为
D.常数项为
【答案】BC
【分析】对于A,根据二项式定理以及二项式系数的性质,可得其正误;对于B,利用赋值法,可得其正误;对于CD,根据二项式定理,写出展开式通项,利用赋值法,可得其正误.
【详解】对于A,由,则其展开式共有项,中间为第项,所以二项式系数最大的项为第项,故A错误;
对于B,令,则,所以所有项的系数之和为,故B正确;
对于CD,由,则其展开式的通项,
令,解得,则含的项的系数为,故C正确;
令,该方程无整数解,则展开式中无常数项,故D错误.
故选:BC.
三、填空题
12.(2025·上海普陀·一模)的展开式中含项的系数是 .
【答案】
【分析】先写出二项展开式的通项,根据通项公式,即可写出展开式中含的项,进而可得结果.
【详解】因为的展开式的通项公式为,
所以的展开式中含的项为,
因此的展开式中含项的系数为.
故答案为:
13.(2025·上海徐汇·一模)从20名男生和18名女生中选取5人组成一个宣传小组,其中男生和女生都不少于2人的选法有 种.
【答案】329460
【分析】从男女共38中选出5人组成一个宣传小组,要求男生和女生均不少于2人,
分选出的5人为2男3女,和3男2女两种情况讨论即可.
【详解】从男女共38中选出5人组成一个宣传小组,要求女生和男生均不少于2人,分为以下两类情况:
当选出的5人为2男3女时,不同选法共为种,
当选出的5人为3男2女时,不同选法共为种,
即从中选出5人组成一个宣传小组,要求女生和男生均不少于2人的选法共有种,
故答案为:329460.
14.(2025·上海闵行·一模)某校的5位老师甲、乙、丙、丁、戊排成一排照相,其中甲、乙必须相邻,且甲不站在两端,则不同的排法种数为
【答案】
【分析】将甲、乙相邻的排列种数减去甲、乙相邻且甲站在两端的排列种数,即可得到答案.
【详解】先让甲、乙相邻共有种情况,再将甲、乙捆绑与其他三人排列共种情况,
所以甲、乙相邻共种情况.
甲、乙相邻且甲站在两端时:若甲在首位,则乙在第二位,其他三人全排列,有种排法;若甲在末位,则乙在倒数第二位,其他三人全排列,有种排法.
故共有种情况.
所以甲、乙相邻,且甲不站在两端,不同的排法种数为.
故答案为:.
四、解答题
15.(2022·甘肃兰州·一模)已知二项式
(1)求展开式的第三项的系数
(2)求展开式的二项式系数之和;
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求出展开式的通项即可得解.
(2)根据二项式系数的性质直接求解即可.
【详解】(1)的展开式的通项为,
则,
所以第三项的系数为.
(2)根据题意可得的二项式系数之和为.
16.(2020·江苏扬州·三模)(1)已知的展开式中第二项与第三项的二项式系数之比为,求的值.
(2)记,,
①求;
②设,求和:.
【答案】(1);(2)①;②.
【分析】(1)根据的展开式中第二项与第三项的二项式系数之比为1:4,得到求解.
(2)①由题意可得,再令求解;②由题意知,根据,解得,结合组合数性质,然后求和即可.
【详解】(1)∵的展开式中第二项与第三项的二项式系数之比为1:4,
∴,即,解得.
(2)①由题意,
令,得;
②由题意,又,
∴,
∴
,
∴
.
【点睛】本题主要考查二项式系数,项的系数以及组合数的性质,还考查了运算求解的能力,属于中档题.
17.(2024·重庆·模拟预测)已知数列满足.
(1)求的通项公式;
(2)若且,记,讨论数列的单调性.
【答案】(1)
(2)当时,单调递增;当时,单调递减
【分析】(1)分两种情况讨论,和,即可求解;
(2)先计算出和,当时,计算出,令,再检验两端点,即可得出的单调性.
【详解】(1)由已知得,当时,,
当时,①,
②,
②①得,,即,
所以.
(2)当时,,,
当时,,
当时,,,
,
显然,当时,单调递减,
令,即,解得,
所以当时,,单调递增,
又,
所以当时,单调递增;
当时,,
又,
所以当时,单调递减.
18.(2025·湖北·模拟预测)已知数列的前n项和为,数列满足.
(1)求的通项公式;
(2)证明:对任意的,都有;
(3)求的通项公式,并比较与的大小.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3),
【分析】(1)当时,求得;当时,,两式相减,得到,得到数列为等比数列,结合等比数的通项公式,即可求解;
(2)当时,根据组合数的公式,化简得到,即可得证;
(3)根据题意,化简得到,结合,化简得到,由,得到,结合等比数列的通项公式,求得,进而得到.
【详解】(1)解:因为数列的前n项和为,且,
当时,,可得.
当时,,
两式相减,可得,所以,即,
又因为,所以数列是以为首项,公比为的等比数列,
所以数列的通项公式为.
(2)解:当时,
,
又由,所以.
(3)解:由,可得,
因为,
所以
,
因为,
所以,所以,即,
又因为,所以,
因此,故.
19.(2025·安徽合肥·模拟预测)设,对的一个排列,如果当时,有,则称是排列的一个逆序,排列的所有逆序的个数称为其逆序数.例如:对的一个排列231,只有两个逆序,则排列231的逆序数为2.
(1)求排列的逆序数(用表示);
(2)求的所有排列的逆序数之和(用表示);
(3)记为的所有排列中逆序数为的全部排列的个数.求的表达式(用表示).
参考公式:
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)首先按顺序确定逆序数的个数,再按照等差数列求和公式求和;
(2)抽象出排列和组合问题,再求和;
(3)首先根据逆序数的定义,计算,,再得到递推关系式,再同理为计算(3),从而得到,再利用累加法求的值.
【详解】(1)排列的逆序数为.
(2)对于,考虑逆序,它在所有排列中出现的次数为,共有个,故所有排列的逆序数之和为.
(3)对进行排列,逆序数为0的排列只有一个:,所以;逆序数为1的排列只能是将排列中的任意相邻两个数字调换位置得到的排列,所以.
为计算,当的排列及其逆序数确定后,
将添加进原排列,在新排列中的位置只能是最后三个位置.
因此.又,从而当时,
同理为计算(3),当1,的排列及其逆序数确定后,将添加进原排列,在新排列中的位置只能是最后四个位置.
因此
.
又,从而当时,
所以.
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第29讲 计数原理
知识清单
知识点01:两个计数原理
知识点02:排列与组合的概念
知识点03:排列数与组合数
知识点04:排列数、组合数的公式及性质
知识点05:二项式定理
知识点06:二项式系数的性质
题型讲解
(举三反三)
题型1:计数原理
题型2:排列、组合问题
题型3:排列、组合的综合问题
强化训练
一、单选题(8)
二、多选题(3)
三、填空题(3)
四、解答题(5)
知识点01.两个计数原理
(1)分类加法计数原理:完成一件事有两类不同方案,在第1类方案中有m种不同的方法,在第2类方案中有n种不同的方法,那么完成这件事共有N= m+n种不同的方法.
(2)分步乘法计数原理:完成一件事需要两个步骤,做第1步有m种不同的方法,做第2步有n种不同的方法,那么完成这件事共有N=m×n种不同的方法.
知识点02.排列与组合的概念
名称
定义
排列
从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素
按照一定的顺序排成一列
组合
作为一组
知识点03.排列数与组合数
(1)排列数:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有不同排列的个数,用符号表示.
(2)组合数:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有不同组合的个数,用符号表示.
知识点04.排列数、组合数的公式及性质
公式
(1)=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)=(n,m∈N*,且m≤n).
(2)(n,m∈N*,且m≤n).
性质
(1)0!=1;=n!.
(2)=1;;.
知识点05.二项式定理
二项式定理
(a+b)n=an+an-1b1+…+an-kbk+…+bn(n∈N*)
二项展开式的通项
Tk+1=an-kbk,它表示展开式的第k+1项
二项式系数
(k=0,1,…,n)
知识点06.二项式系数的性质
(1)对称性:与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等.
(2)增减性与最大值:
①当k<时,随k的增加而增大;由对称性知,当k>时,随k的增加而减小.
②当n是偶数时,中间的一项取得最大值;当n是奇数时,中间的两项与相等,且同时取得最大值.
(3)各二项式系数的和:(a+b)n的展开式的各二项式系数的和为+…+=2n.
题型1:计数原理
【例1-1】(2025·安徽蚌埠·三模)空间中三个点、、满足,在空间中任取2个不同的点,使得它们与、、恰好成为一个正四棱锥的五个顶点,则不同的取法种数为( )
A. B. C. D.
【例1-2】(2025·四川宜宾·三模)从集合中任取4个不同的数,组成无重复数字的四位数.若该四位数能被3整除的概率为;若取出的4个数按从小到大排列,中间两个数的和为7的概率为,则 .
【例1-3】(2025·山西·三模)新世纪中学校园有一排长条形区域用来栽种鲜花(如图所示),该区域被分为个部分(且),现有三种花,分别为牡丹、茉莉、玫瑰,分别在每个区域选择一种进行种植,要求相邻区域不能用同一种花,将总的栽种方案记作,则 .
【变式1-1】(2024·安徽合肥·模拟预测)2024届高三某次联考中对尖端生采用屏蔽措施,某校历史方向有五名屏蔽生总分在前9名,现在确定第一、二、五名是三位同学,但不是第一名,两名同学只知道在6至9名,且的成绩比好,则这5位同学总分名次有多少种可能( )
A.6 B.12 C.24 D.48
【变式1-2】(2025·贵州贵阳·模拟预测)三名篮球运动员甲、乙、丙进行传球训练(不能传给自己),由甲开始传,经过4次传递后,球被传给丙,则不同的传球方式共有 种.
【变式1-3】(2025·广西南宁·模拟预测)一个3×3的正方形花坛被划分为9个1×1小方格(如图),计划种植4种花卉(玫瑰、月季、百合、郁金香)每个小方格种1种花卉.要求:花坛中任意2×2的小区域内,4种花卉必须全部种植且不重复,则不同的种植方案共有 种.
题型2:排列、组合问题
【例2-1】(2025·浙江绍兴·三模)某班一天上午有4节课,下午有2节课,现要安排该班一天中语文、数学、政治、英语、体育、心理6堂课的课程表,要求数学课排在上午,体育课排在下午,不同排法总数是( )
A.192 B.144 C.124 D.216
【例2-2】(2025·上海金山·一模)某学校读书节活动中,甲、乙、丙3个班级各有2位同学获奖,现将这6人排成一排拍照,则同一班级的两位同学均站在一起的排法共有 种.
【例2-3】(2022·甘肃兰州·一模)(1)学校开设了7门选修课,要求每个学生从中选学4门,共有多少种不同的选法?
(2)从参加羽毛球团体比赛的6名运动员中选出3名,并按排定的顺序出场比赛,有多少种不同的选法?
【变式2-1】(2025·广西北海·模拟预测)桂林的象鼻山景区有4个主要景点:象鼻山、水月洞、普贤塔、爱情岛.若游客可以选择游览其中的3个景点,且必须包含景点象鼻山,则不同的游览顺序有( )
A.12种 B.14种 C.18种 D.20种
【变式2-2】(2025·上海普陀·一模)某人工智能模型在自然语言处理中,使用位置编码表示词序,每个位置编码需用一个6维向量表示.若某位置编码可以写成(a,b,c,d,e,f)的形式,其中,则在仅考虑前3个位置的情况下,恰好取2个不同值的编码共有 个.
【变式2-3】(2025·江苏盐城·三模)(1)计算:.
(2)利用0,1,2,4,5,7这六个数字,组成无重复数字的三位数,其中奇数有多少个?
(3)甲乙丙丁戊五个同学,分配到三个城市参加活动,每个城市至少去一人,共有多少种不同分配方法?
题型3:排列、组合的综合问题
【例3-1】(2025·四川成都·一模)在连续五天时间里,甲、乙、丙、丁四名同学分别到夕阳红敬老院参加志愿者活动,每天一人,其中甲参加两天,其余三人各参加一天,则甲不在相邻两天的安排方法有( )
A.24种 B.36种 C.48种 D.60种
【例3-2】(2025·湖北·模拟预测)将甲,乙,丙,丁,戊五名志愿者分配到四个特殊家庭开展帮扶,每个家庭至少安排一名志愿者,则志愿者甲恰好被安排在家庭的不同安排方法数有 种.
【例3-3】(2025高三·全国·专题练习)将标号为1,2,3,4,5,6,7的7个彩球进行排列,若1号球不能排在左端,2号球不能排在右端,则不同的排法有多少种?
【变式3-1】(2025·全国·模拟预测)2025年1月7日9时5分,西藏自治区日喀则市定日县发生6.8级地震.现从各省共抽派7支抢险工作队前往5个灾区县救援,要求每个受灾县至少有一个工作队的方法种数共有( )
A.1800 B.16800 C.14280 D.25200
【变式3-2】(2025·四川成都·模拟预测)甲、乙两位同学从7部电影中各自随机选看2部,两人选择独立互不影响,则两人选看的电影中,最多有1部相同的选法共有 种.
【变式3-3】(25-26高三上·上海·单元测试)从A,B,C等8人中选出5人排成一排.
(1)A必须在内,有多少种排法?
(2)A,B,C三人不全在内,有多少种排法?
(3)A,B,C都在内,且A,B必须相邻,C与A,B都不相邻,有多少种排法?
题型4:通项公式的应用
【例4-1】(2025·湖南长沙·三模)二项式的展开式中第5项的系数为( )
A.252 B.-252 C.210 D.-210
【例4-2】(2025·甘肃平凉·模拟预测)二项式的展开式中常数项是( )
A. B. C.28 D.56
【例4-3】(2025·河南·二模)若的展开式中的常数项为,则 .
【变式4-1】(2022·贵州贵阳·二模)若展开式中存在常数项,则正整数n的最小值是( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【变式4-2】(2024·湖南衡阳·三模)展开式中系数为无理数的项共有( )
A.2项 B.3项 C.4项 D.5项
【变式4-3】(2025·安徽黄山·一模)若二项式展开式中的常数项为160,则 .
题型5:二项式系数与项的系数的问题
【例5-1】(2025·四川成都·二模)的展开式中系数最大的项为( )
A.第3项 B.第4项 C.第5项 D.第6项
【例5-2】(2025·云南·模拟预测)二项式的展开式中的系数为,则 .
【例5-3】(2020·江苏南通·二模)设,.
(1)求的展开式中系数最大的项;
(2)时,化简;
(3)求证:.
【变式5-1】(2025·江苏泰州·模拟预测)的展开式中二项式系数的和为64,则展开式中的常数项为( )
A.8 B.12 C.15 D.
【变式5-2】(2025·河南·三模)已知,则的值为 .
【变式5-3】(2020·江苏南通·模拟预测)已知.
(1)求的值;
(2)令,n为正偶数,若,试比与的大小.
题型6:二项式定理的综合应用
【例6-1】(2024·湖南·二模)某银行在2024年初给出的大额存款的年利率为,某人存入大额存款元,按照复利计算10年后得到的本利和为,下列各数中与最接近的是( )
A.1.31 B.1.32 C.1.33 D.1.34
【例6-2】(2025·河北保定·模拟预测)若数列的前9项满足,记的前项和为,则 .
【例6-3】(2023·黑龙江哈尔滨·三模)已知数列的前项和为,满足,等差数列中.
(1)求和的通项公式;
(2)数列与的共同项由小到大排列组成新数列,求数列的前20的积.
【变式6-1】(2025·云南昭通·模拟预测)若,则被整除的余数为( )
A. B. C. D.
【变式6-2】(2021·上海金山·二模)若函数,其中≤x≤,则的最大值为 .
【变式6-3】(2023·湖北·模拟预测)记为数列的前项和.已知,.
(1)求的通项公式;
(2)记为数列的前项积,求的最大值.
一、单选题
1.(2025·浙江温州·一模)在的展开式中,含项的系数是( )
A.42 B. C.84 D.
2.(2025·新疆喀什·模拟预测)某烘培店制作了6种面包()、5种蛋糕(),现从中选取两种面包和一种蛋糕搭配成套餐售卖,若必须搭配在一起,不能搭配在一起,则不同的搭配方案共有( )
A.16种 B.24种 C.32种 D.48种
3.(2025·四川自贡·一模)如图,某设备内部从a到b的电路包含三个元件A,B,C,现该设备从a到b的电路工作不正常(断路),那么该设备三个元件A,B,C的工作状态(通路/断路)共有n种不同情况,则n为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
4.(2025·山东枣庄·二模)子贡曰:“夫子温、良、恭、俭、让以得之”,“温、良、恭、俭、让”指五种品德:温和、善良、恭敬、节俭、谦让.现有分别印有这5个字的卡片(颜色均不同)各2张,同学甲从中抽取4张卡片分给另外4位同学,每人一张卡片,恰有2位同学分到的卡片是相同字的分配方案有( )
A.120种 B.210种 C.1440种 D.2880种
5.(2025·全国·模拟预测)若的展开式中二项式系数之和为64,则展开式的常数项为( )
A.160 B. C.20 D.
6.(2025·江苏南通·模拟预测)的二项展开式中,二项式系数之和等于256,则二项展开式中二项式系数最大的项为( )
A. B. C. D.
7.(2025·河南许昌·模拟预测)若,则被8整除的余数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
8.(2025·全国·模拟预测)已知4位学生被分配到A、B、C三地学习,每地至少分配一位学生且每位学生只能去一个地方学习,则不同的分配方式有( )
A.12种 B.18种 C.24种 D.36种
二、多选题
9.(2025·安徽马鞍山·模拟预测)某班有10名同学,现在选出3名去参加歌唱比赛,则不同的选法种数为( )
A. B. C. D.
10.(2025·四川眉山·模拟预测)现有5幅不同的国画,2幅不同的油画,7幅不同的水彩画,则下列说法正确的是( ).
A.从中任选1幅画布置房间,有14种不同的选法
B.从这些国画、油画、水彩画中各选1幅布置房间,有70种不同的选法
C.从这些画中选出2幅不同种类的画布置房间,有59种不同的选法
D.从甲、乙、丙3幅不同的画中选出2幅,分别挂在左、右两边墙上的指定位置,共有12种不同的挂法
11.(2025·河北·模拟预测)在的展开式中,下列说法正确的是( )
A.二项式系数最大的项是第4项
B.所有项的系数之和为1
C.含的项的系数为
D.常数项为
三、填空题
12.(2025·上海普陀·一模)的展开式中含项的系数是 .
13.(2025·上海徐汇·一模)从20名男生和18名女生中选取5人组成一个宣传小组,其中男生和女生都不少于2人的选法有 种.
14.(2025·上海闵行·一模)某校的5位老师甲、乙、丙、丁、戊排成一排照相,其中甲、乙必须相邻,且甲不站在两端,则不同的排法种数为
四、解答题
15.(2022·甘肃兰州·一模)已知二项式
(1)求展开式的第三项的系数
(2)求展开式的二项式系数之和;
16.(2020·江苏扬州·三模)(1)已知的展开式中第二项与第三项的二项式系数之比为,求的值.
(2)记,,
①求;
②设,求和:.
17.(2024·重庆·模拟预测)已知数列满足.
(1)求的通项公式;
(2)若且,记,讨论数列的单调性.
18.(2025·湖北·模拟预测)已知数列的前n项和为,数列满足.
(1)求的通项公式;
(2)证明:对任意的,都有;
(3)求的通项公式,并比较与的大小.
19.(2025·安徽合肥·模拟预测)设,对的一个排列,如果当时,有,则称是排列的一个逆序,排列的所有逆序的个数称为其逆序数.例如:对的一个排列231,只有两个逆序,则排列231的逆序数为2.
(1)求排列的逆序数(用表示);
(2)求的所有排列的逆序数之和(用表示);
(3)记为的所有排列中逆序数为的全部排列的个数.求的表达式(用表示).
参考公式:
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