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课时分层评价9 二项式定理的综合应用
(时间:60分钟 满分:100分)
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(1—9题,每小题5分,共45分)
1.(x-y)(x+y)8的展开式中x2y7的系数为( )
A.20 B.-20
C.28 D.-28
答案:B
解析:依题意,x2y7的系数为1×-=-=-=8-28=-20.故选B.
2.(x+y+z)4的展开式共( )
A.10项 B.15项
C.20项 D.21项
答案:B
解析:因为(x+y+z)4==(x+y)4+(x+y)3z+(x+y)2z2+(x+y)z3+z4,由二项式定理可知,(x+y)n展开式中共有n+1项,所以(x+y+z)4的展开式共有5+4+3+2+1=15项.故选B.
3.在(x-1)(x-2)(x-3)(x-4)的展开式中,x的系数为( )
A.-50 B.-35
C.-24 D.-10
答案:A
解析:(x-1)(x-2)(x-3)(x-4)的展开式中,含x的项是4个因式中任取1个因式选择x,另外3个因式中选择常数项相乘积的和,则(x-1)(x-2)(x-3)(x-4)的展开式中,含x的项为(-1)×(-2)×(-3)x+(-1)×(-2)×(-4)x+(-1)×(-3)×(-4)x+(-2)×(-3)×(-4)x=-50x,所以x的系数为-50.故选A.
4.某银行大额存款的年利率为3%,小张于2024年初存入大额存款10万元,按照复利计算8年后他能得到的本利和约为(单位:万元,结果保留一位小数)( )
A.12.6 B.12.7
C.12.8 D.12.9
答案:B
解析:存入大额存款10万元,按照复利计算,每年末本利和是以10为首项,1+3%为公比的等比数列,所以本利和S=10(1+3%)8=10[+×0.031+×0.032+…+×0.037+×0.038]≈12.7(万元).故选B.
5.若(x+)(x-)5的展开式中常数项是20,则m=( )
A.-2 B.-3
C.2 D.3
答案:D
解析:(x+)(x-)5=x(x-)5+(x-)5,(x-)5的展开式的通项为Tk+1=x5-k(-)k=(-1)kx5-2k,令5-2k=-1,解得k=3,则x(x-)5的展开式的常数项为-=-10;令5-2k=1,解得k=2,则(x-)5的展开式的常数项为m=10m.因为(x+)(x-)5的展开式中常数项是20,所以10m-10=20,解得m=3.故选D.
6.(多选)已知(x+1)(x-2)4=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,则( )
A.a1=-16
B.a1+a2+a3+a4+a5=2
C.a1+a3+a5=1
D.|a0|+|a1|+|a2|+|a3|+|a4|+|a5|=64
答案:ACD
解析:因为(x+1)(x-2)4=x(x-2)4+(x-2)4,又(x-2)4展开式的通项为Tk+1=x4-k(-2)k(0≤k≤4且k∈N),所以a1=(-2)4+(-2)3=-16,a2=(-2)3+(-2)2=-8,a3=(-2)2+(-2)1=16,a4=(-2)1+(-2)0=-7,a5=(-2)0=1,a0=(-2)4=16,故A正确;所以a1+a2+a3+a4+a5=-14,故B错误;所以a1+a3+a5=-16+16+1=1,故C正确;所以|a0|+|a1|+|a2|+|a3|+|a4|+|a5|=64,故D正确.故选ACD.
7.(x2+2x+3)(2x+1)6的展开式中,x2的系数是 .
答案:205
解析:(x2+2x+3)(2x+1)6=(x2+2x+3)(1+2x)6=(x2+2x+3)·2k·xk,所以x2的系数为20+2××21+3××22=205.
8.若m≠0,且(x2-x+m)6=a1+a1x+a2x2+a3x3+…+a12x12,则m的值为 .
答案:-6
解析:依题意,得(x2-x+m)6的展开式中的常数项与一次项系数相等,则m6=(-1)m5,解得m=-6或0(舍去).
9.10210除以1 000的余数是 .
答案:24
解析:10210=(100+2)10=10010+2×1009+22×1008+…+29×100+210=(10010+×2×1009+×22×1008+…+29×1 000)+1 024=(10010+×2×1009+×22×1008+…+29×1 000+1 000)+24,所以10210除以1 000的余数是24.
10.(13分)已知(m+x)x5=a0+a1(x-1)+a2(x-1)2+…+a6(x-1)6,其中m∈R,且a1+a3+a5=64,
(1)求m的值;
(2)求a4的值.
解:(1)当x=0时,0=a0-a1+a2-a3+a4-a5+a6,①
当x=2时,(m+2)·25=a0+a1+a2+a3+a4+a5+a6,②
②-①得(m+2)·25=2(a1+a3+a5),
因为a1+a3+a5=64,所以(m+2)·25=2(a1+a3+a5)=128,解得m=2.
(2)(2+x)x5=[3+(x-1)][(x-1)+1]5,
[(x-1)+1]5展开式的通项为Tk+1=(x-1)5-k,
令5-k=4,则k=1,令5-k=3,则k=2,
所以a4=3+=25.
(11—13题,每小题5分,共15分)
11.设a>0,已知(x2+)n的展开式中只有第5项的二项式系数最大,且展开式中所有项的系数和为256,则(x2+2+)2a中x2的系数为( )
A.0 B.2
C.4 D.8
答案:C
解析:因为(x2+)n的展开式中只有第5项的二项式系数最大,所以展开式一共有9项,即n=8,令x=1,得展开式中所有项的系数和为(1+a)8=256,所以a=1,(x2+2+)2中x2项的取法为1个x2和1个2,所以x2系数为×2=4.故选C.
12.(多选)对于式子(x2+)n(+x)2n(n∈N*),以下判断正确的有( )
A.存在n∈N*,使得展开式中没有常数项
B.对任意n∈N*,展开式中有常数项
C.存在n∈N*,使得展开式中有x的一次项
D.对任意n∈N*,展开式中没有x的一次项
答案:BD
解析:(x2+)n(+x)2n的展开式通项为(x2)n-k()k·)2n-rxr=3k·x2n-2k·x-2k·x-2n+r·xr=3k·x2(r-2k),其中k=0,1,2,…,n,r=0,1,2,…,2n,对于A、B,当r=2k时,存在常数项,故A错误,B正确;对于C、D,2(r-2k)为偶数,不存在一次项,故C错误,D正确.故选BD.
13.(双空题)已知二项式(x+0.01)n的二项式系数的和为1 024,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:二项式(x+0.01)n的二项式系数的和为2n=1 024,解得n=10,当x=1时,(1+0.01)10=1+·0.01+·0.000 1+…+·0.0110≈1+·0.01+·0.000 1=1+0.1+0.004 5=1.104 5≈1.105.
14.(17分)已知f(x)=(1+x)m,g(x)=(1+2x)n(m,n∈N*).
(1)若m=3,n=4,求f(x)g(x)的展开式中含x2的项;
(2)令h(x)=f(x)+g(x),如果h(x)的展开式中含x的项的系数为12,那么当m,n为何值时,含x2的项的系数取得最小值?
解:(1)当m=3,n=4时,f(x)=(1+x)3,g(x)=(1+2x)4,
所以f(x)g(x)=(1+x)3(1+2x)4,
其中(1+x)3展开式的通项为Tr+1=xr,r∈{0,1,2,3};
(1+2x)4展开式的通项为Tk+1=(2x)k,k∈{0,1,2,3,4},
所以f(x)g(x)的展开式中含x2的项为1×(2x)2+x·(2x)+x2×1=51x2.
(2)h(x)=f(x)+g(x)=(1+x)m+(1+2x)n,
因为h(x)的展开式中含x的项的系数为12,
所以x+2x=12x,即m+2n=12,
此时x2的系数为+4=+2n(n-1)=+2n(n-1)
=4n2-25n+66=4(n-)2-+66,n∈N*,
所以当n=3,m=6时,x2的项的系数取得最小值.
(15、16题,每小题5分,共10分)
15.(数学文化)中国南北朝时期的著作《孙子算经》中,对同余除法有较深的研究.设a,b,m(m>0)为整数,若a和b被m除得的余数相同,则称a和b对模m同余,记为a≡b(modm).若a=+×3+×32+…+×320,a≡b(mod5),则b的值可以是( )
A.2 023 B.2 024
C.2 025 D.2 026
答案:D
解析:a=+×3+×32+…+×320=(1+3)20=420=(5-1)20=×520+×519×(-1)+×518×(-1)2+…+×5×(-1)19+×(-1)20,a被5除得的余数为1,选项中的数被5除得的余数为1的只有2 026.故选D.
16.数学家波利亚说:“为了得到一个方程,我们必须把同一个量以两种不同的方法表示出来,即将一个量算两次,从而建立相等关系”这就是算两次原理,又称为富比尼原理.由等式(1+x)n(1+x)n=(1+x)2n利用算两次原理可得+++…+= .(用组合数表示即可)
答案:
解析:依题意,得(1+x)n(1+x)n=(+x+x2+…+xn)(+x+x2+…+xn),故+++…+是展开式中xn的系数,而(1+x)2n展开式中xn的系数为,所以+++…+=.
学生用书⬇第29页
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