内容正文:
6.3.2 第2课时 二项式定理的综合应用
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1.(x2+2)展开式中的常数项是 ( )
A.-3 B.-2
C.2 D.3
解析:选D 展开式的通项为Tk+1=(-1)k=(-1)k.令10-2k=2或10-2k=0,解得k=4或k=5.故(x2+2)·展开式中的常数项是(-1)4×+2×(-1)5×=3.
2.(1-x)4(1-)3展开式中x2的系数是 ( )
A.-6 B.-3
C.0 D.3
解析:选A (1-x)4展开式的通项为Tk+1=(-1)kxk,(1-)3展开式的通项为Tr+1=(-1)r,当k=0时,=2,即r=4>3,不符合题意;当k=1时,=1,即r=2,此时x2的系数为(-1)·(-1)2=-12;当k=2时,=0,即r=0,此时x2的系数为·(-1)2·1=6,所以x2的系数是-12+6=-6.
3.今天是星期三,经过7天后还是星期三,那么经过82 025天后是 ( )
A.星期二 B.星期三
C.星期四 D.星期五
解析:选C 因为82 025=(1+7)2 025=+×7+×72+…+×72 025,所以82 025被7除的余数为1,故经过82 025天后是星期四,故选C.
4.[多选](1+x2)(2+x)4的展开式中 ( )
A.x3的系数为40 B.x3的系数为32
C.常数项为16 D.常数项为8
解析:选AC (1+x2)(2+x)4=(2+x)4+x2(2+x)4,展开式中x3的系数分为两部分,一部分是(2+x)4中x3的系数·2=8,另一部分是(2+x)4中x的系数·23=32,所以x3的系数是8+32=40;展开式中常数项只有(2+x)4展开式中的常数项,为24=16.
5.若(x2-a)的展开式中x6的系数为30,则a= ( )
A. B.
C.1 D.2
解析:选D 展开式的通项是Tk+1=·x10-k·=·x10-2k,的展开式中含x4,x6项的系数分别为,.因为(x2-a)的展开式中含x6的项由x2与展开式中含x4的项的乘积以及-a与展开式中含x6的项的乘积两部分构成,得-a=120-45a=30,解得a=2.
6.定义:两个正整数a,b,若它们除以正整数m所得的余数相等,则称a,b对于模m同余,记作a≡b(mod m),比如:35≡25(mod 10).已知:n=-10+102-103+…+1010,满足n≡p(mod 7),则p可以是 ( )
A.44 B.32
C.35 D.29
解析:选A n=-10+102-103+…+1010=(1-10)10=910,910=(7+2)10=710+79×2+×78×22+…+×7×29+×210,所以n除以7的余数是210=1 024,1 024除以7的余数是2,选项中44除以7的余数是2,32除以7的余数是4,35除以7的余数是0,29除以7的余数是1.
7.记M=“720的不同正因数的个数”,N=“(1+x-y)5的展开式中x2y2项的系数”,则 ( )
A.2M-N=0 B.M-N=0
C.M-N>0 D.M+N<0
解析:选B 因为720=24×32×5,所以720的正因数有5×3×2=30个,即M=30,又(1+x-y)5展开式的项可以看作从5个盒子中各取出一个元素相乘,每个盒子中均有1,x,-y,要得到x2y2,需从2个盒子中取出x,2个盒子中取出-y,1个盒子中取出1,所以N==30,所以M=N,即M-N=0.
8.[多选](a-x)(1+x)6的展开式中,x的奇数次幂项的系数之和为64,则下列结论正确的是 ( )
A.a=3
B.展开式中常数项为3
C.展开式中x4的系数为30
D.展开式中x的偶数次幂项的系数之和为64
解析:选ABD 设(a-x)(1+x)6=a0+a1x+a2x2+…+a7x7,
令x=1,得a0+a1+a2+…+a7=64(a-1),①
令x=-1,得a0-a1+a2-…-a7=0,②
①-②,得2(a1+a3+a5+a7)=64(a-1),
因为展开式中x的奇数次幂项的系数之和为64,
即a1+a3+a5+a7=64,
所以2×64=64(a-1),解得a=3,
即(3-x)(1+x)6=a0+a1x+a2x2+…+a7x7.
令x=0,得a0=3,即展开式中常数项为3.
①+②,得2(a0+a2+a4+a6)=64×2,
所以a0+a2+a4+a6=64,
即展开式中x的偶数次幂项的系数之和为64.
(3-x)(1+x)6的展开式中x4的系数为3×-1×=25.故选ABD.
9.(a+y)6的展开式中,含x-1y4项的系数为-15,则a= ( )
A.-2 B.-1
C.±1 D.±2
解析:选C (a+y)6的展开式的通项为a6-r·yr,令r=4,可得a6-ryr=15a2y4,所以含x-1y4项的系数为-15a2,即-15a2=-15,解得a=±1.
10.[多选]对于二项式(n∈N*),以下判断正确的有 ( )
A.存在n∈N*,使展开式中有常数项
B.对任意n∈N*,展开式中没有常数项
C.对任意n∈N*,展开式中没有x的一次项
D.存在n∈N*,使展开式中有x的一次项
解析:选AD 的展开式的通项为=·3r·,r=0,1,2,…,n,的展开式的通项为=·,k=0,1,2,…,n.则二项式(n∈N*)的展开式的通项为·3r···,未知数x的次数为+4k-n=--+4k,令--+4k=0,即3r+n=8k,r=1,k=1,n=5是其中一组解,此时,·3r···=×3×=75,故展开式中有常数项,且常数项不为0,故A正确,B错误;令--+4k=1,即3r+n+2=8k,r=0,k=1,n=6是其中一组解,此时,·3r···=×30×x3××x-2=6x,故展开式中有x的一次项,且一次项的系数不为0,故D正确,C错误.
11.(5分)在(2x-1)6的展开式中,x3的系数是 .(用数字作答)
解析:由题意得,(2x-1)6的展开式中含x3的项为x(2x)2(-1)4+(2x)4(-1)2=-180x3,所以展开式中x3的系数为-180.
答案:-180
12.(5分)在(ax-y+z)7的展开式中,记xmynzk项的系数为f(m,n,k),若f(3,2,2)=,则a的值为 .
解析:因为在(ax-y+z)7的展开式中,记xmynzk项的系数为f(m,n,k),所以xmynzk项的系数f(m,n,k)=am·(-1)n,即f(m,n,k)=(-1)nam·,由f(3,2,2)=,可得(-1)2a3=,即35×6a3=,所以a=.
答案:
13.(5分)已知(2-)n(n∈N*,n<10)的展开式中第5项、第6项、第7项的二项式系数成等差数列,则(x2-x+y)n的展开式中x5y2的系数为 .
解析:由题意得+=2,即n2-21n+98=0,因为n∈N*,n<10,所以n=7,所以(x2-x+y)n=(x2-x+y)7.(x2-x+y)7的展开式中含x5y2的项为(x2-x)5y2,因为(x2-x)5的展开式中x5的系数为-,所以(x2-x+y)7的展开式中x5y2的系数为×(-)=-21.
答案:-21
14.(10分)在(1+x+x2)n(n∈N)的展开式中,把xk的系数记作,称为三项式系数.数列,,…,称为三项式n次系数列,如三项式0次系数列为1,三项式1次系数列为1,1,1.
(1)试写出三项式的2次和3次系数列;(3分)
(2)类比杨辉三角中的规律,探究三项式系数的规律(不需要给出证明);(3分)
(3)写出两个三项式n次系数列的性质(不需要给出证明).(4分)
解:(1)由题意(1+x+x2)2=(x+x2)2+2(x+x2)+1=1+2x+3x2+2x3+x4,三项式的2次系数列为1,2,3,2,1;(1+x+x2)3=(1+2x+3x2+2x3+x4)(1+x+x2)=1+3x+6x2+7x3+6x4+3x5+x6,三项式的3次系数列为1,3,6,7,6,3,1.
(2)1
1 1 1
1 2 3 2 1
1 3 6 7 6 3 1
1 4 10 16 19 16 10 4 1
1 5 15 30 45 51 45 30 15 5 1
1 6 21 50 90 126 141 126 90 50 21 6 1
规律:每一个数等于它上面一行三个数的和.
(3)性质1:在(1+x+x2)n中,令x=1,可得+++…+=3n,
性质2:在(1+x+x2)n中,令x=-1,可得-+-…+=1.
15.(15分)已知(mx-1)(x-1)11+2x12=a0+a1x+a2x2+…+a10x10+a11x11.
(1)求m的值;(5分)
(2)求a1+a3+a5+a7+a9+a11的值;(5分)
(3)证明:a0+2a1+4a2+…+210a10+211a11能被3整除.(5分)
解:(1)由(mx-1)(x-1)11+2x12的展开式中x12的系数为m+2,
所以m+2=0,即m+2=0,解得m=-2.
(2)由(-2x-1)(x-1)11+2x12=a0+a1x+a2x2+…+a10x10+a11x11,
令x=1,得a0+a1+a2+…+a10+a11=2,
令x=-1,得(2-1)×(-1-1)11+2=a0-a1+a2-a3+…+a10-a11=-2 046,
两式相减得a1+a3+a5+a7+a9+a11==1 024.
(3)证明:令x=2,可得a0+2a1+4a2+…+210a10+211a11=-5×111+2×212=213-5
=(3-1)13-5=×313-×312+…+×3--5=3×(×312-×311+…+)-6,所以a0+2a1+4a2+…+210a10+211a11能被3整除.
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