内容正文:
重难点专训02 二项式定理系数最值与赋值法应用
内容导航
解题方法及技巧提炼 1
题型通法及变式提升 3
题型1 通项求特定项(常数项/指定次数项) 3
题型2 赋值法求各项系数和 3
题型3 奇偶次项系数和 4
题型4 二项式系数最值 5
题型5 系数最大项 5
题型6 整除与余数 6
重难专题分层过关练 7
巩固过关 7
创新提升 8
解题方法及技巧提炼
一、二项式定理与通项公式:
其中 n 为正整数。展开式共有 n+1 项;第 k+1 项(k 从 0 起)称为通项:
使用通项公式时务必注意:k 取 0 到 n 的整数,“第 k+1 项”对应 ,项序号比指数 k 大 1。
二、二项式系数与项的系数
二项式系数:指通项中的组合数 ,只与 n、k 有关,不含展开式中字母或数字因数;项的系数:指该项完整的数字因数(含符号与常数因子)。例如 中第 4 项的项为 ,其中二项式系数是 ,项的系数是 160。组合数计算公式:(其中 n! 表示 n 的阶乘)。计算与化简常配合两条性质:;
三、二项式系数的性质(与最值问题直接相关)
1. 对称性:与首末两端等距离的两项的二项式系数相等,即上面的 ;
2. 增减性与最大值:二项式系数先增后减。n 为偶数时,中间一项(第 +1项)的二项式系数最大;n 为奇数时,中间两项的二项式系数最大且相等;
3. 各二项式系数之和:
4. 奇数项二项式系数之和等于偶数项二项式系数之和:
四、赋值法及其应用
二项展开式是一个恒等式:
它对任意实数 x 都成立,因此可以代入特殊值 x,得到关于系数 的代数关系,从而不必逐一展开即可求出各类系数和。这就是赋值法的本质——恒等式代值。
赋值
所得关系
主要用途
x = 0
常数项(含展开式首项)
x = 1
各项系数之和
x = −1
奇偶次项系数之差
x = 1 与 −1 联立
;
偶次项、奇次项系数和
二项式系数和
与“各项系数之和”严格区分
五、易错点警示
易错点
典型错误
防范策略
项序错位
把展开式第 1 项当作第 1 个二项式系数项,通项下标乱用
牢记 中 k 从 0 起,第 m 项对应 k = m − 1
系数混淆
把 的“系数和”误用为
系数和令 x = 1; 是二项式系数和
两类最值混淆
用“中间项”直接回答项的系数最大项
含数字因数或负号时必须用比值法重新定位
赋值不联立
求奇次项系数和只代 x = −1
奇、偶次项系数和必须 x = 1 与 x = −1 联立
忽略 k 的取值域
解出的 k 超出 {0, 1, …, n} 仍采用
回代检验 k 是否为 0 到 n 的整数
乘积展开漏项
两个展开式相乘时漏配某些指数组合
逐项配对并列表对齐,防止遗漏
题型通法及变式提升
题型1 通项求特定项(常数项/指定次数项)
写出通项T(k+1)=C(n,k)aⁿ⁻ᵏbᵏ,合并x的指数,令指数等于目标值(常数项令指数为0),解出整数k,再代回计算。注意负号项要把(-1)ᵏ一并算出。
1.(2026·上海杨浦·模拟预测)若的展开式中不存在常数项,则可能的取值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
2.(26-27高三上·上海浦东新·阶段检测)在的展开式中,项的系数为______.
3.(26-27高三上·上海闵行·阶段检测)的展开式中的系数为______.(结果用数值表示)
4.(26-27高三上·上海普陀·开学考试)二项式的展开式中的常数项为______.
5.(26-27高三上·上海静安·阶段检测)设,则________.
6.(26-27高三上·上海浦东新·阶段检测)若,则_________.
题型2 赋值法求各项系数和
求“所有项系数和”令x=1;求“常数项”令x=0。切勿把系数和误当成二项式系数和2ⁿ。
7.二项式的展开式中所有项的系数和为______.
8.,二项式系数和为128,则________(结果用数字表示).
9.若二项式的展开式中的二项式系数和为,各项系数和为,则________.
10.(25-26高三下·上海金山·阶段检测)已知,则________.
11.(2026·上海闵行·二模)若,则______.
12.已知,则________.
13.若的二项展开式中所有项的系数之和与二项式系数之和的比为 64,则二项展开式中项的系数是__________ .
题型3 奇偶次项系数和
分别算出f(1)与f(-1),相加除以2得偶次项系数和,相减除以2得奇次项系数和。f(-1)为负时先带符号运算,最后结果可正可负。
14.设,且.
(1)求与的值;
(2)求的值.
15.若,其中.
(1)求的值;
(2)求.
16.设.
(1)若,求的值;
(2)若,求的值;
17.已知二项式展开式中,前二项的二项式系数和是11.
(1)求n的值;
(2)求其二项式系数之和与各项系数之和的差;
(3)设,求的值.
题型4 二项式系数最值(简单)
18.(24-25高三下·上海·阶段检测)在的展开式中,二项式系数最大的有且仅有第4项,则正整数________.
19.若组合数,则的最大值为:__________.
20.已知,该二项展开式中第5项和第6项的二项式系数最大,所有二项式系数之和为______.(结果用数值表示)
21.(24-25高三下·上海·阶段检测)已知的展开式中二项式系数最大的项的系数为________________.
22.设,求下列各式的值;
(1)求,并求出第几项二项式系数最大?
(2).
题型5 系数最大项
23.的二项展开式中系数最大的项是( ).
A.第n项 B.第n+1项
C.第n+1项和第n-1项 D.无法确定
24.已知的二项展开式中系数最大的项为______.
25.(24-25高三上·上海·阶段检测)在的展开式中系数最大的项是第________项.
26.的二项展开式中系数最大的项是__________.
27.已知在的展开式中,
(1)求常数项;
(2)求二项式系数最大的项.
28.(25-26高三上·上海杨浦·开学考试)已知(n为正整数)的展开式中,末三项的二项式系数的和等于67;
(1)记,则的值是多少;
(2)求展开式中系数最大的项;
29.(1)若,且的二项展开式中前三项的系数成等差数列,求的值,并求其二项展开式中所有的有理项;
(2)若,求的值,并求系数最大的项.
题型6 整除与余数
把底数拆成“除数的倍数+余数”,如9=(7+2),展开后除余数项外均被7整除,对余数项继续降幂求余。
30.今天是星期五,小明在参加数学考试,那么再过天后是星期( )
A.四 B.五 C.六 D.日
31.(2026·上海黄浦·三模)利用二项式定理,被8除所得的余数为________.
32.被7除所得的余数为__________.
33.若是正整数,则除以8的余数是___________.
34.设为正整数,和均为整数,若和被除后余数相同,则称和模同余,记为.已知,,则正整数的最小值是______.
35.已知(为正整数)的展开式中,末三项的二项式系数的和等于67.
(1)求的值,从集合中任取一个元素,求该元素满足不等式的概率;
(2)若,求除以7所得的余数;
(3)求展开式中系数最大的项.
重难专题分层过关练
巩固过关
1.(上海市新川中学2025-2026学年高三上学期期中数学试卷)已知的展开式中所有项的二项式系数的和为64,则展开式中的系数为________.
2.在的二项展开式中,系数最大的项是______.
3.若,则________.
4.已知 的展开式中只有第6项系数最大,则展开式中的常数项是_______ .
5.若,,则被7除所得的余数为________.
6.已知在的展开式中,第3项的二项式系数与第2项的二项式系数的比为5:2.
(说明:二项式系数指组合数,.)
(1)求的值,并求展开式中所有的有理项;
(2)求展开式中系数最大的项.
7.在的二项展开式中,求:
(1)常数项;
(2)系数最大项.
8.在二项式的展开式中:
(1)若,求
(2)若所有项的二项式系数和等于4096,求展开式中系数最大的项.
9.设.
(1)求值;
(2)求值;
(3)求值.
10.设.
(1)若,求的值;
(2)若,求的值;
(3)若,求,,…,中的最大值.
创新提升
1.(24-25高三上·上海·阶段检测)已知数列的前项和为,满足,函数定义域为,对任意都有,若,则的值为_______.
2.设是正整数,展开式的通项中的组合数称为该项的二项式系数.对于,考虑以下问题:
(1)若展开式各二项式系数的和为512,求展开式中二项式系数最大的项;
(2)当时,若从展开式的二项式系数中任取两项,求和为偶数的概率;
(3)当时,若从展开式的二项式系数中任取一项,要使这个二项式系数小于的概率大于0.7,求的取值范围.
3.已知函数,为正整数.
(1)当,且时,求的值;
(2)当,且时,从中任取一个数,求取到的数为有理数的概率;
(3)当,且时,若对任意的,,都有,求正整数的值.
4.我们称元有序实数组为n维向量,为该向量的范数.已知维向量,其中,记范数为奇数的维向量的个数为,这个向量的范数之和为.
(1)求和的值;
(2)求的值;
(3)当为偶数时,求(用表示).
5.莫比乌斯函数在数论中有着广泛的应用.所有大于1的正整数都可以被唯一表示为有限个质数(质数是指大于1的自然数中,只有1和它本身两个因数的数)的乘积形式:(为的质因数个数,为质数,),例如:,对应.现对任意,定义莫比乌斯函数
(1)求;
(2)记的所有真因数(除了1和以外的因数)依次为,
①若,求;
②若且,求.
6.仿照二项式系数,可以定义“三项式系数”为的展开式中的系数,即其中.
(1)求的值:
(2)对于给定的,计算以下两式的值:与
(3)对于,记中偶数的个数为,奇数的个数为.是否存在使得?若存在,请给出一个满足要求的并说明理由;若不存在,请给出证明.
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重难点专训02 二项式定理系数最值与赋值法应用
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解题方法及技巧提炼 1
题型通法及变式提升 3
题型1 通项求特定项(常数项/指定次数项) 3
题型2 赋值法求各项系数和 4
题型3 奇偶次项系数和 6
题型4 二项式系数最值 8
题型5 系数最大项 9
题型6 整除与余数 11
重难专题分层过关练 13
巩固过关 13
创新提升 17
解题方法及技巧提炼
一、二项式定理与通项公式:
其中 n 为正整数。展开式共有 n+1 项;第 k+1 项(k 从 0 起)称为通项:
使用通项公式时务必注意:k 取 0 到 n 的整数,“第 k+1 项”对应 ,项序号比指数 k 大 1。
二、二项式系数与项的系数
二项式系数:指通项中的组合数 ,只与 n、k 有关,不含展开式中字母或数字因数;项的系数:指该项完整的数字因数(含符号与常数因子)。例如 中第 4 项的项为 ,其中二项式系数是 ,项的系数是 160。组合数计算公式:(其中 n! 表示 n 的阶乘)。计算与化简常配合两条性质:;
三、二项式系数的性质(与最值问题直接相关)
1. 对称性:与首末两端等距离的两项的二项式系数相等,即上面的 ;
2. 增减性与最大值:二项式系数先增后减。n 为偶数时,中间一项(第 +1项)的二项式系数最大;n 为奇数时,中间两项的二项式系数最大且相等;
3. 各二项式系数之和:
4. 奇数项二项式系数之和等于偶数项二项式系数之和:
四、赋值法及其应用
二项展开式是一个恒等式:
它对任意实数 x 都成立,因此可以代入特殊值 x,得到关于系数 的代数关系,从而不必逐一展开即可求出各类系数和。这就是赋值法的本质——恒等式代值。
赋值
所得关系
主要用途
x = 0
常数项(含展开式首项)
x = 1
各项系数之和
x = −1
奇偶次项系数之差
x = 1 与 −1 联立
;
偶次项、奇次项系数和
二项式系数和
与“各项系数之和”严格区分
五、易错点警示
易错点
典型错误
防范策略
项序错位
把展开式第 1 项当作第 1 个二项式系数项,通项下标乱用
牢记 中 k 从 0 起,第 m 项对应 k = m − 1
系数混淆
把 的“系数和”误用为
系数和令 x = 1; 是二项式系数和
两类最值混淆
用“中间项”直接回答项的系数最大项
含数字因数或负号时必须用比值法重新定位
赋值不联立
求奇次项系数和只代 x = −1
奇、偶次项系数和必须 x = 1 与 x = −1 联立
忽略 k 的取值域
解出的 k 超出 {0, 1, …, n} 仍采用
回代检验 k 是否为 0 到 n 的整数
乘积展开漏项
两个展开式相乘时漏配某些指数组合
逐项配对并列表对齐,防止遗漏
题型通法及变式提升
题型1 通项求特定项(常数项/指定次数项)
写出通项T(k+1)=C(n,k)aⁿ⁻ᵏbᵏ,合并x的指数,令指数等于目标值(常数项令指数为0),解出整数k,再代回计算。注意负号项要把(-1)ᵏ一并算出。
1.(2026·上海杨浦·模拟预测)若的展开式中不存在常数项,则可能的取值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【详解】由题意得的展开式为,
的展开式为,
要使的展开式中存在常数项,
则或, 即是2或3的整数倍,
所以可得的值可能是3,4,6,不可能是5.
若的展开式中不存在常数项,则可能的取值为5.
2.(26-27高三上·上海浦东新·阶段检测)在的展开式中,项的系数为______.
【答案】
【详解】由二项式定理,项的系数为.
3.(26-27高三上·上海闵行·阶段检测)的展开式中的系数为______.(结果用数值表示)
【答案】8
【详解】二项式的通项公式:其中,
当时,与中的相乘得到,
当时,与中的常数项相乘得到,
所以的展开式中的系数为.
4.(26-27高三上·上海普陀·开学考试)二项式的展开式中的常数项为______.
【答案】252
【详解】二项式的展开式通项为,
令得,所以所求的常数项为.
5.(26-27高三上·上海静安·阶段检测)设,则________.
【答案】
【详解】由二项式定理可得,,故.
6.(26-27高三上·上海浦东新·阶段检测)若,则_________.
【答案】
【详解】对,有,
其中且,
则有,
故.
题型2 赋值法求各项系数和
求“所有项系数和”令x=1;求“常数项”令x=0。切勿把系数和误当成二项式系数和2ⁿ。
7.二项式的展开式中所有项的系数和为______.
【答案】
【详解】因为,所有项的系数和即为.
令,则.
故答案为:.
8.,二项式系数和为128,则________(结果用数字表示).
【答案】0
【详解】二项式的所有二项式系数之和为,由题意得,解得,
对展开式,
令代入,左边为 ,右边为,
因此.
9.若二项式的展开式中的二项式系数和为,各项系数和为,则________.
【答案】
【详解】解:二项式的展开式中的二项式系数和,
令得,各项系数和,
.
10.(25-26高三下·上海金山·阶段检测)已知,则________.
【答案】80
【详解】由,
当时,,当时,,
所以
11.(2026·上海闵行·二模)若,则______.
【答案】
【详解】由题意得,
令,得,
令,得,
则.
12.已知,则________.
【答案】2059
【详解】令,得;
令,得;
.
13.若的二项展开式中所有项的系数之和与二项式系数之和的比为 64,则二项展开式中项的系数是__________ .
【答案】
【详解】令,可得二项式的展开式的所有项的系数之和为,
又由二项式的展开式的二项式系数之和为,
可得,即,解得,即二项式为,
则二项式的展开式中项的系数为.
故答案为:.
题型3 奇偶次项系数和
分别算出f(1)与f(-1),相加除以2得偶次项系数和,相减除以2得奇次项系数和。f(-1)为负时先带符号运算,最后结果可正可负。
14.设,且.
(1)求与的值;
(2)求的值.
【详解】(1)由,得,
取,得,
所以.
(2)由(1)知,,
当时,,
当时,,
因此,
所以.
15.若,其中.
(1)求的值;
(2)求.
【详解】(1)因为展开式的通项为,
所以,解得.
(2)因为,令,得,
令,得,
所以
.
16.设.
(1)若,求的值;
(2)若,求的值;
【详解】(1)令,
得,解得,
所以
(2)当时,
令,得,
令,得,
即,
所以
17.已知二项式展开式中,前二项的二项式系数和是11.
(1)求n的值;
(2)求其二项式系数之和与各项系数之和的差;
(3)设,求的值.
【详解】(1)因为,所以,解得:
(2)二项式系数之和为,
令,可得各项系数之和为,
所以二项式系数之和与各项系数之和的差为
(3)设,则
所以
题型4 二项式系数最值(简单)
18.(24-25高三下·上海·阶段检测)在的展开式中,二项式系数最大的有且仅有第4项,则正整数________.
【答案】
【详解】因为二项式系数最大的有且仅有第4项,
由二项式系数的性质可知:展开式有7项,
所以,
故答案为:6
19.若组合数,则的最大值为:__________.
【答案】11
【详解】由及二项式系数的增减性,得,解得,而,
所以的最大值为11.
故答案为:11
20.已知,该二项展开式中第5项和第6项的二项式系数最大,所有二项式系数之和为______.(结果用数值表示)
【答案】
【详解】因为二项展开式中第5项和第6项的二项式系数最大,则为奇数,且,解得:,所以所有二项式系数之和为
21.(24-25高三下·上海·阶段检测)已知的展开式中二项式系数最大的项的系数为________________.
【答案】
【详解】由已知可得的展开式中二项式系数最大的项为第五项,
第五项的系数为.
故答案为:
22.设,求下列各式的值;
(1)求,并求出第几项二项式系数最大?
(2).
【详解】(1)令,则,最大,即第51项二项式系数最大.
(2)令,则,
令,则,
原式
.
题型5 系数最大项
23.的二项展开式中系数最大的项是( ).
A.第n项 B.第n+1项
C.第n+1项和第n-1项 D.无法确定
【答案】B
【详解】的二项展开式中共有项,
中间第n+1项为系数最大项.
故选:B
24.已知的二项展开式中系数最大的项为______.
【答案】
【详解】展开式某项的系数即为该项的二项式系数,所以所求系数最大的项为.
故答案为:
25.(24-25高三上·上海·阶段检测)在的展开式中系数最大的项是第________项.
【答案】
【详解】的展开式的通项为,
则展开式的系数为,故为偶数时系数为正数,
由组合数,可知当,即时,取到最大值,也符合为偶数,
故展开式中系数最大的项是第项.
故答案为:.
26.的二项展开式中系数最大的项是__________.
【答案】或
【详解】二项式展开式的通项为(且),
设展开式第项的系数最大,
则,即,解得,
又,或,展开式中系数最大的项为或.
故答案为:或.
27.已知在的展开式中,
(1)求常数项;
(2)求二项式系数最大的项.
【详解】(1),
令,∴常数项
(2),
∴二项式系数最大的项和
28.(25-26高三上·上海杨浦·开学考试)已知(n为正整数)的展开式中,末三项的二项式系数的和等于67;
(1)记,则的值是多少;
(2)求展开式中系数最大的项;
【详解】(1)展开式末三项的二项式系数分别为
则,即;
整理可得,
解得:(舍)或,
令,
故,
故
(2)由(1)知,则展开式通项为
设第项即为系数最大的项,
所以,整理可得,
解得;
因此系数最大的项为或.
29.(1)若,且的二项展开式中前三项的系数成等差数列,求的值,并求其二项展开式中所有的有理项;
(2)若,求的值,并求系数最大的项.
【详解】(1)展开式的通项公式为,
由展开式中前3项的系数成等差数列,得,即,则,
,当且仅当时,是有理数,
所以展开式中所有的有理项为.
(2)取,得;
,当时,,解得,
当时,;当时,,当时,,
即,
所以展开式第6项、第7项系数相等并且最大,为.
题型6 整除与余数
把底数拆成“除数的倍数+余数”,如9=(7+2),展开后除余数项外均被7整除,对余数项继续降幂求余。
30.今天是星期五,小明在参加数学考试,那么再过天后是星期( )
A.四 B.五 C.六 D.日
【答案】D
【详解】因为,
所以可以写成,的形式;
所以除以7所得的余数为2,故天后为星期日.
31.(2026·上海黄浦·三模)利用二项式定理,被8除所得的余数为________.
【答案】7
【详解】
.
所以被8除所得的余数为7.
32.被7除所得的余数为__________.
【答案】2
【详解】因为
所以被7除所得的余数与被7除所得的余数相同,
因为,
所以被7除所得的余数与被7除所得的余数相同,均为,
故被7除所得的余数为2.
33.若是正整数,则除以8的余数是___________.
【答案】7
【详解】根据二项式定理可知,,
又
所以除以8的余数为7.
故答案为: 7
34.设为正整数,和均为整数,若和被除后余数相同,则称和模同余,记为.已知,,则正整数的最小值是______.
【答案】5
【详解】由于,
所以,
所以,
所以.
由于
,
所以
,
因为.
所以被除后余数为,由,则正整数的最小值为.
故答案为:.
35.已知(为正整数)的展开式中,末三项的二项式系数的和等于67.
(1)求的值,从集合中任取一个元素,求该元素满足不等式的概率;
(2)若,求除以7所得的余数;
(3)求展开式中系数最大的项.
【详解】(1)展开式末三项的二项式系数分别为,
则,即,整理得,
而为正整数,因此,集合,
从集合中任取一个元素的试验有11个样本点,
满足不等式的事件有一个样本点5,所以所求概率为.
(2)当时,
,
所以除以7所得的余数等于13除以7所得的余数6.
(3)由(1)知,展开式通项为,
设第项即为系数最大的项,则,整理得,解得,
所以展开式系数最大的项为或.
重难专题分层过关练
巩固过关
1.(上海市新川中学2025-2026学年高三上学期期中数学试卷)已知的展开式中所有项的二项式系数的和为64,则展开式中的系数为________.
【答案】
【详解】因为所有项的二项式系数的和为64,
所以,解得,
所以展开式的通项公式为,
令,可得,
故答案为:
2.在的二项展开式中,系数最大的项是______.
【答案】
【详解】令第项的系数最大,则,解得,
因为,所以时,二项展开式中系数最大,
则二项展开式中系数最大的项为.
故答案为:.
3.若,则________.
【答案】3124
【详解】由题设,含的项中,当为奇数,系数为负,而当为偶数,系数为正,
所以,
令,则;
令,得,
所以.
4.已知 的展开式中只有第6项系数最大,则展开式中的常数项是_______ .
【答案】210
【详解】已知 的展开式中只有第6项系数最大,所以,解得.
通项公式为:
.
令,则,所以常数项为.
故答案为:210.
5.若,,则被7除所得的余数为________.
【答案】
【详解】若,
令,,
只有不是7的倍数,则被7除所得的余数为6.
故答案为:6.
6.已知在的展开式中,第3项的二项式系数与第2项的二项式系数的比为5:2.
(说明:二项式系数指组合数,.)
(1)求的值,并求展开式中所有的有理项;
(2)求展开式中系数最大的项.
【详解】(1)由题意得:,解得.
二项式第项展开式的通项公式为
,
当为整数时,该项为有理项,因为且,
所以,时,,
时,,
时,.
所以,展开式中所有的有理项为.
(2)设展开式中系数最大的项是第项,
则有,解得,即,
因为,所以,即展开式中最大的项是第5项,
.
7.在的二项展开式中,求:
(1)常数项;
(2)系数最大项.
【详解】(1)的展开式通项为,
令,可得,
故展开式中的常数项为.
(2)令,
假设在、、、中最大,则,即,
即,解得,
因为,则,所以展开式中系数最大的项为.
8.在二项式的展开式中:
(1)若,求
(2)若所有项的二项式系数和等于4096,求展开式中系数最大的项.
【详解】(1)当时,,
取,得,取,得,
所以.
(2)由所有项的二项式系数和等于4096,得,解得,
二项式展开式的通项公式,
令展开式中系数最大的项是第项,则,
整理得,解得,而,因此,
所以展开式中系数最大的项.
9.设.
(1)求值;
(2)求值;
(3)求值.
【详解】(1)令,则.
(2)令,得,
,
.
(3)已知,
两边求导得,
令,则,
即.
10.设.
(1)若,求的值;
(2)若,求的值;
(3)若,求,,…,中的最大值.
【详解】(1)取,得,因此,
所以.
(2)当时,由(1)知,
取,得,所以
.
(3)当时,,,
当时,,解得,
于是,
所以,,…,中的最大值为.
创新提升
1.(24-25高三上·上海·阶段检测)已知数列的前项和为,满足,函数定义域为,对任意都有,若,则的值为_______.
【答案】
【详解】对数列:当时,,
当时,,所以,
两式相减得:.
所以数列是以1为首项,3为公比的等比数列.
所以.所以.
对函数:
令得:;令得:;
令得:;令得:…
所以函数为周期函数,且周期为4.
又因为:.()
所以.
故答案为:
2.设是正整数,展开式的通项中的组合数称为该项的二项式系数.对于,考虑以下问题:
(1)若展开式各二项式系数的和为512,求展开式中二项式系数最大的项;
(2)当时,若从展开式的二项式系数中任取两项,求和为偶数的概率;
(3)当时,若从展开式的二项式系数中任取一项,要使这个二项式系数小于的概率大于0.7,求的取值范围.
【详解】(1)已知展开式各二项式系数的和为512,
所以,解得.
此时展开式中二项式系数最大的项为第五项和第六项,
第五项为,
第六项为,
所以展开式中二项式系数最大的项是和.
(2)、、、、.
总的取法有种;
符合题意的取法为在、、…、中任取两个,或者同时取、,
共有种.
因此所求的概率为.
(3)为展开式第9项的二项式系数.
当时,此时小于的有、…、,共个数.
所求概率为,其值随的增大而增大;
由,
解得.
当时,此时小于的项有、…、,共个数.
所求概率为,其值随的增大而减小;
由,解得.
因此整数的取值范围为.
3.已知函数,为正整数.
(1)当,且时,求的值;
(2)当,且时,从中任取一个数,求取到的数为有理数的概率;
(3)当,且时,若对任意的,,都有,求正整数的值.
【详解】(1)当,,
又,,
所以,所以;
(2)当,时,,
又,
所以,, ,,
,, ,,,
所以,,,,为有理数,
所以从,,,,中任取一个数,取到有理数的概率为,
(3)当,且时,,
又二项式的展开式的通项公式为,,
所以,,,
当时,,
令,可得,即,所以(舍去),
令,可得,即,所以,
令,可得,即,所以,
所以,
因为对任意的,,都有,
所以.
4.我们称元有序实数组为n维向量,为该向量的范数.已知维向量,其中,记范数为奇数的维向量的个数为,这个向量的范数之和为.
(1)求和的值;
(2)求的值;
(3)当为偶数时,求(用表示).
【详解】(1)由题意可知,当,范数为奇数时,的个数为偶数,
即中0的个数为0或2,
所以根据乘法原理和加法原理可得,.
(2)由题意可知,当为奇数时,在中要使范数为奇数,则0的个数一定为偶数,其余位置为或,
所以可按0的个数为分情况讨论,
根据乘法原理和加法原理可得,
因为①,
②,
所以得,
所以.
(3)当为偶数时,在向量中,要使范数为奇数,则的个数一定为奇数,其余位置为或,
所以可按0的个数为分情况讨论,
所以,
,
解法一:因为,
所以
.
解法二:因为③,
④,
得,
又因为,
所以
.
5.莫比乌斯函数在数论中有着广泛的应用.所有大于1的正整数都可以被唯一表示为有限个质数(质数是指大于1的自然数中,只有1和它本身两个因数的数)的乘积形式:(为的质因数个数,为质数,),例如:,对应.现对任意,定义莫比乌斯函数
(1)求;
(2)记的所有真因数(除了1和以外的因数)依次为,
①若,求;
②若且,求.
【详解】(1),则,,,,,,,
,
又,则,,,,,,,
所以;
(2)①,,,,,,,
,,,,,,,,
则,,,,,
,,,,
,,,,,
.
②由于且,所以可设,为偶数,
的所有因数,除了1之外都是中的若干个数的乘积,
从个质数中任选个数的乘积一共有种结果,
所以
,
所以.
6.仿照二项式系数,可以定义“三项式系数”为的展开式中的系数,即其中.
(1)求的值:
(2)对于给定的,计算以下两式的值:与
(3)对于,记中偶数的个数为,奇数的个数为.是否存在使得?若存在,请给出一个满足要求的并说明理由;若不存在,请给出证明.
【详解】(1)因为,
所以,,.
(2),取得:
.
两边同时求导于是有
取得:.
(3)引理:.
当时,成立.
若时命题成立,则当时,
.
引理得证.
则取有
于是当时,有,,是奇数,其余时是偶数.
所以,,所以.
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