【文档说明】《苏教版(2019)选择性必修2 高二数学下学期期末考试分类汇编》计数原理(教师版)【高考】.docx,共(15)页,441.962 KB,由小赞的店铺上传
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专题02计数原理一、单选题1.(2021·北京市十一学校高二期末)若33210nnAA=,则n=()A.1B.8C.9D.10【答案】B【解析】【分析】将33210nnAA=展开得2(21)(22)10(1)(2)nnnnnn−−=−−,化简计算即可.【详解】∵33210nnAA
=,∴2(21)(22)10(1)(2)nnnnnn−−=−−,化简可得42510nn−=−,则8n=.故选:B2.(2021·广东中山·高二期末)对任意实数x,有3230123(2)(2)(2)xaaxaxax=+−+−+−,则2a的
值为()A.6B.9C.12D.21【答案】A【解析】【分析】由33[(2)2]xx=−+,根据二项式定理可得特定项系数.【详解】因为33[(2)2]xx=−+,所以123C26a==,故选:A.3.(202
1·重庆南开中学高二期末)若()25*nnCCnN=,则n=()A.lB.3C.5D.7【答案】D【解析】根据组合数的性质,将方程化简整理,即可求解.【详解】由()25*nnCCnN=,根据组合数的性质可得:()225*nnnnCCCnN−==,则25n−=,解得7n
=.故选:D.4.(2021·湖南师大附中高二期末)已知2nxx−的展开式中各项的二项式系数的和为512,则这个展开式中的常数项为()A.-34B.-672C.84D.672【答案】B【解析】由二项式系数公式求得9n=,再根据通项公式令x指数为0解出参数r然后代回公式求得常数项.【详
解】由已知,2512n=,则9n=,所以()93921992(2)rrrrrrrTCxCxx−−+=−=−.令930r−=,得3r=,所以常数项为()3392884672C−=−=−,故
选:B.【点晴】方法点晴:求二项式展开式的指定项问题,一般由通项公式建立方程求参数,再代回公式求解.5.(2021·辽宁葫芦岛·高二期末)设集合4,,4,1,2,3,4mAxxCmNmB===,则AB=()A.1,3B.2,3C.1,4D.2,4【答案】
C【解析】【分析】化简集合A,再求集合交集.【详解】由4,,41,4,6mAxxCmNm===,则AB=1,4故选:C6.(2021·湖南·衡阳市八中高二期末)用数字1,2,3,4,6可以组成无重复数字的五位偶数有()A.48个B.64个C.
72个D.90个【答案】C【解析】根据排列的定义,结合分步计算原理进行求解即可【详解】满足条件的五位偶数有:14343432172AA==.故选:C.二、多选题7.(2021·重庆南开中学高二期末)我国古代著名的数学著作中,
《周碑算经》、《九章算术》、《孙子算经》、《五曹算经》、《夏侯阳算经》、《孙丘建算经》、《海岛算经》、《五经算术》、《级术》和《纠古算经》,称为“算经十书”,某老师将其中的《周碑算经》、《九章算术》、《孙子算经)、《五经算术》、《缀术》和《缉古算经
》6本书分给5名数学爱好者,其中每人至少一本,则不同的分配方法的种数为()A.124564CCAB.5651ACC.124564CAAD.2565CA【答案】AD【解析】先选出一个人分得两本书,剩余四人各
分得一本书,再利用分步乘法计数原理相乘即得结果.【详解】依题意,6本书分给5名数学爱好者,其中一人至少一本,则有一人分得两本书,剩余四人各分得一本书,方法一:分三步完成,第一步:选择一个人,有15C种选法;第二
步:为这个人选两本书,有26C种选法;第三步:剩余四人各分得一本书,有44A种选法.故由乘法原理知,不同的分配方法的种数为124564CCA,故A正确;方法二:分两步完成,第一步:先分组,选择两本书,将书分成“2+1+1+1+
1”的五组,有26C种选法;第二步:将五组分配给五个人,有55A种选法.故由乘法原理知,不同的分配方法的种数为2565CA,故D正确.故选:AD.8.(2021·辽宁辽阳·高二期末)现有3个男生4个女生,若从中选取3个学生,则()A.选取的
3个学生都是女生的不同选法共有4种B.选取的3个学生恰有1个女生的不同选法共有24种C.选取的3个学生至少有1个女生的不同选法共有34种D.选取的3个学生至多有1个男生的不同选法共有18种【答案】AC【解析】【分析】根据组合的
定义和分步计数原理即可求出.【详解】解:选取的3个学生都是女生的不同选法共有344C=种,恰有1个女生的不同选法共有213412CC=种,至少有1个女生的不同选法共有337334CC−=种,选取的3个学生至多有1个男生的不同选法共有11234422CCC+=种.
故选:AC三、填空题9.(2021·陕西·榆林市第十中学高二期末(理))风雨苍黄百年路,高歌奋进新征程.时值建党100周年,为深入开展党史学习教育,某街道党支部决定将4名党员安排到3个社区进行专题宣讲,且每名党员只去1个社区,每个社区至少安排
1名党员,则不同的安排方法种数为__________.【答案】36【解析】【分析】根据题意,分2步进行分析:先将党员分成3组,再将三组党员安排到三个社区,由分步计数原理可以计算答案.【详解】解:根据题意得:第一步:先将
4名党员分成三组,一共有246C=种分法;第二步:然后将分好的3组安排到3个社区,有336A=种分法,根据分步计数法可知不同的安排方法数共有6636=种.故答案为:3610.(2021·宁夏·青铜峡市宁朔中学高二期末(理))已知7270127(12)xaaxaxax−=+
+++,则127...aaa+++=_____.【答案】2−【解析】【分析】令0,1xx==分别代入等式的两边,得到两个方程,再求值.【详解】令0x=得:01a=,令1x=得:07121...aaaa+−=+++,712...2aaa+++=−.【点睛】赋值法是求解二项式定理有关问题
的常用方法.11.(2021·河北·石家庄市第一中学东校区高二期末)1233xx−的展开式的中间一项为______.【答案】924【解析】【分析】根据二项式的展开式通项公式,以及展开式的项数,即可求出展开式的中间一
项.【详解】解:123()3xx−的展开式通项公式为:121123()()3rrrrxTCx−+=−,令6r=,得6666712123()4()239xTCCx=−==,即展开式的中间一项为924.故答案为:924四、解答题12.(2021·江苏省镇江第
一中学高二期末)(1)用0到9这10个数字,可以组成多少个没有重复数字的三位偶数?(2)六个人从左至右排成一行,最左端只能排甲或乙,最右端不能排甲,则有多少个不同的排法?【答案】(1)328个;(2)216种.【解析】
(1)分类讨论0是否在末位,结合分类加法计数原理以及分步乘法计数原理求解即可;(2)当最左端排甲时,剩下5人全排列,当最左端只排乙时,先安排甲的位置,再安排剩下3人的位置.【详解】解:(1)首先应考虑“0”是特殊元素,当0排在末位时,有299872A==(个)当0不排在
末位时,有111488488256AAA==(个)于是由分类计数原理,得符合题意的偶数共有72256328+=(个)(2)最左端排甲,共有55120A=种最左端只排乙,最右端不能排甲,有14449
6CA=种根据加法原理可得,共有12096216+=种.【点睛】关键点睛:解决本题的关键是优先安排特殊元素,再分类讨论得出所有的排法.一、单选题1.(2021·江苏南通·高二期末)琵琶、二胡、编钟、箫笛、瑟、琴、埙、笙和鼓这十种民族乐器被称为“
中国古代十大乐器”.为弘扬中国传统文化,某校以这十种乐器为题材,在周末学生兴趣活动中开展了“中国古代乐器”知识讲座,共连续安排八节课,一节课只讲一种乐器,一种乐器最多安排一节课,则琵琶、二胡、编钟一定安
排,且这三种乐器互不相邻的概率为()A.1360B.16C.715D.115【答案】B【解析】【分析】先求出全部的结果总数为810A,再求出琵琶、二胡、编钟一定安排,且这三种乐器互不相邻的基本事件总数为5376AA,再利用古典概型的概率求解.【
详解】从这十种乐器中挑八种全排列,有情况种数为810A.从除琵琶、二胡、编钟三种乐器外的七种乐器中挑五种全排列,有57A种情况,再从排好的五种乐器形成的6个空中挑3个插入琵琶、二胡、编钟三种乐器,有36A种情况,故琵琶、二胡、编钟一定
安排,且这三种乐器互不相邻的情况种数为5376AA.所以所求的概率537681016AAPA==,故选:B.【点睛】方法点睛:排列组合常用的方法有:一般问题直接法、相邻问题捆绑法、不相邻问题插空法、特殊对象优先法、等概率问题缩倍法、至少问题间接
法、复杂问题分类法、小数问题列举法.2.(2021·云南玉溪·高二期末(理))把5名同学分配到图书馆、食堂、学生活动中心做志愿者,每个地方至少去一个同学,不同的安排方法共有()种.A.60B.72C.96D.150【答案】D【解析
】先把5名同学分成3组,有113,122++++两种情况,再将他们分配下去即可求出.【详解】5名同学分成3组,有113,122++++两种情况,故共有1235452225CCCA+=种分组方式,再将他们分配到图书馆、食
堂、学生活动中心有336A=种方式,根据分步乘法计数原理可知,不同的安排方法共有256150=种.故选:D.【点睛】本题主要考查有限制条件的排列组合问题的解法应用,解题关键是对“至少”的处理,属于中档题.方法
点睛:常见排列问题的求法有:(1)相邻问题采取“捆绑法”;(2)不相邻问题采取“插空法”;(3)有限制元素采取“优先法”;(4)特殊元素顺序确定问题,先让所有元素全排列,然后除以有限制元素的全排列数.3.(2021··高二期末)在()nab+的
展开式中,只有第4项的二项式系数最大,则n=()A.4B.5C.6D.7【答案】C【解析】利用二项式系数的性质:展开式中间项二项式系数最大,得142n+=,得出n的值.【详解】在()nab+的展开式中,只有第4项的二项式系数最大,即中间项12n
T+项的二项式系数最大,即142n+=,解得:6n=故选:C.【点睛】结论点睛:本题考查二项式系数的性质,在()nab+的展开式中,若n是偶数时,中间项12nT+项的二项式系数最大;若n是奇数时,中间两项12nT+与1
12nT++项的二项式系数相等且最大.4.(2021·北京市十一学校高二期末)用数字0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数,其中比40000大的偶数共有A.144个B.120个C.96个D.72个【答案】B【解析】【详解】试题
分析:根据题意,符合条件的五位数首位数字必须是4、5其中1个,末位数字为0、2、4中其中1个;进而对首位数字分2种情况讨论,①首位数字为5时,②首位数字为4时,每种情况下分析首位、末位数字的情况,再安排剩余的三个位置,由分步计数原理可得其情况数目,进而由分类加法原
理,计算可得答案.解:根据题意,符合条件的五位数首位数字必须是4、5其中1个,末位数字为0、2、4中其中1个;分两种情况讨论:①首位数字为5时,末位数字有3种情况,在剩余的4个数中任取3个,放在剩余的3个位置上,有A43=24种情况,此时有3×24=72个,②首位数字为4时,末位数
字有2种情况,在剩余的4个数中任取3个,放在剩余的3个位置上,有A43=24种情况,此时有2×24=48个,共有72+48=120个.故选B考点:排列、组合及简单计数问题.二、多选题5.(2021·河北·衡水市冀州区第一中学高二期末)甲,乙,丙,丁,戊五人并排站成一排,下列说法正确的是()A.
如果甲,乙必须相邻且乙在甲的右边,那么不同的排法有24种B.最左端只能排甲或乙,最右端不能排甲,则不同的排法共有42种C.甲乙不相邻的排法种数为72种D.甲乙丙按从左到右的顺序排列的排法有20种【答案】ABCD【解析】【分析】对于A利用捆绑法可求,对
于B分成甲在左和乙在左两类进行排列,对于C采用插空法求解,对于D按定序问题即解.【详解】对于A,如果甲,乙必须相邻且乙在甲的右边,可将甲乙捆绑看成一个元素,则不同的排法有4424A=种,故正确,对于B,最左端排甲时,有4424A=种不同的排法,最左端排乙时,最右端不能排甲,则有133318AA=种
不同的排法,最左端只能排甲或乙,最右端不能排甲,则不同的排法共有24+18=42种,故正确,对于C,因为甲乙不相邻,先排甲乙以外的三人,再让甲乙插空,则有323472AA=种,故正确,对于D,甲乙丙按从左
到右的顺序排列的排法有553320AA=种,故正确.故选:ABCD.6.(2021·辽宁丹东·高二期末)对于二项式3*1()()nxnNx+,以下判断正确的有()A.存在nN,展开式中有常数项B.对任意nN,展开式中没有常数项C.对任意nN,展开式中没有x的
一次项D.存在nN,展开式中有x的一次项【答案】AD【解析】【分析】利用展开式的通项公式依次对选项进行分析,得到答案.【详解】设二项式3*1()()nxnNx+展开式的通项公式为1rT+,则33411=()()
rnrrrnrrnnTCxCxx−−+=,不妨令4n=,则3r=时,展开式中有常数项,故答案A正确,答案B错误;令3n=,则2r=时,展开式中有x的一次项,故C答案错误,D答案正确.故选:AD7.(2021·湖南·衡阳市八中高二期末)关于2020(1)x−及其展开式,下列说法
正确的是()A.该二项展开式中二项式系数和是1−B.该二项展开式中第七项为610072020CxC.该二项展开式中不含有理项D.当100x=时,()20201x−除以100的余数是1【答案】BD【解析】求出二项式系数和判断A;求出二项展开式中第七项判断B;根据最后一项是有理
项判断C;利用二项展开式的应用和整除问题的应用判断D.【详解】对于A,该二项展开式中二项式系数和是20202,故错误;对于B,由于2020661200662()(1)TCx−+=−=610072020Cx,即该二项展开式中第
七项为610072020Cx,故正确.对于C,该二项展开式中,最后一项为2020020200220()1)1(Cx−=,是有理项,故错误.对于D,当100x=时,()2020101−=0202000201912019202002
020202020202020(10).(1)(10).(1)(10)(1)CCC−−++−+−,除了最后一项(最后一项等于1),前面的所有项都能被100整除,即当100x=时,()20201x−除以100的余数是1,故正确.故选:BD.【
点睛】方法点睛:二项展开式定理的问题也是高考命题热点之一,关于二项式定理的命题方向比较明确,主要从以下几个方面命题:(1)考查二项展开式的通项公式1CrnrrrnTab−+=;(可以考查某一项,也可考查某一项的系数)(2)考查各项系数和和各项的二项式系数和;(3)二项展开式定
理的应用.8.(2021·江苏常州·高二期末)若()()()220121+1++1nnnxxxaaxaxax+++=++++LL,且121125naaan−+++=−,则下列结论正确的是()A.6n=B.()12nx+展开式中
二项式系数和为729C.()()()21+1++1nxxx+++L展开式中所有项系数和为126D.12323321naaana++++=【答案】ACD【解析】对于A,利用赋值法令1x=,0x=并结合题目条件,即可求出123125nnn+−−=
−,从而可求出6n=;对于B,根据二项展开式中二项式系数和为2n,即可判断B选项;对于C,由于已求出6n=,利用赋值法1x=,即可求出展开式中所有项系数和;对于D,对原式进行求导,再令1x=,即可得出1236236aaaa++++的结果.【详
解】解:对于A,令1x=,可得0231212222nnnaaaaa−+++=++++++,即()012121212nnnaaaaa−−++=+−++,即0211122nnnaaaaa+−+++++=−,①令0x=,得0231111na++++=,即0an=,②由于()1n
x+的展开式中01nnnnCxx=,所以1na=,③所以①-②-③得:1112122123nnnaaann++−+++=−−−=−−,而121125naaan−+++=−,所以123125nnn+−−=−,解得:6n=,故A正确;对于B,由于6n=,则()()6
1212nxx+=+,所以展开式中二项式系数和为6264=,故B错误;对于C,由于6n=,则()()()261+1++1xxx+++L的所有项系数为172222126n+−=−=,故C正确;对于D,由于6n=,则()()()262601261+1
++1xxxaaxaxax+++=++++LL,等式两边求导得:()()()252512361213161236xxxaaxaxax+++++++=++++,令1x=,则2512361223262236321aaaa++++=++++=,故D正确.故选
:ACD.【点睛】关键点点睛:本题考查根据二项式的系数和求参数,以及所有项的二项式系数和的求法,利用赋值法求各项系数和是解题的关键,考查学生运用和计算能力.9.(2021·江苏·南京师大附中高二期末)(1+ax+by)n的展开式中
不含y的项的系数的绝对值的和为32,则a,n的值可能为A.a=2,n=5B.a=1,n=6C.a=-1,n=5D.a=1,n=5【答案】CD【解析】【分析】每个(1+ax+by)中取1,ax,by之一求得乘积构成(1+ax+by)n
的展开式中的每一项,利用组合知识得出所有系数的绝对值,结合二项式定理即可得解.【详解】(1+ax+by)n的展开式可以看成n个(1+ax+by),每个(1+ax+by)中取1,ax,by之一求得乘积构成的每一项,(1+ax+by)n的展开式中不含y的
项的系数的绝对值的和为32,即201232nnnnnnCCaCaCa++++=,即()132na+=,结合四个选项则a,n的值可能为:a=-1,n=5,或a=1,n=5故选:CD【点睛】此题考查二项式定理的应
用,关键在于弄清多项式展开式的求法,结合组合知识和二项式定理求解.三、填空题10.(2021·天津市红桥区教师发展中心高二期末),,,,ABCDE共五人站成一排,如果B必须站在A的右边,那么不同的排法有___________种.【答案】60【
解析】【分析】首先将C、D、E排序,再将,AB作为整体插入队列中的一个空或分别插入队列中的两个空,即可得不同的排法数.【详解】1、将C、D、E排成一列,有336A=种,2、把,AB作为整体插入4个空中,有14C4=种,或,
AB分别插入4个空中的2个空中,有246C=种,所以共有312344()60ACC+=种.故答案为:60.11.(2021·湖北黄冈·高二期末)若()202022020012202032xaaxaxax+
=++++,则1352019aaaa++++被12整除的余数为______.【答案】0【解析】根据题意,给自变量x赋值,取1x=和1x=−,两个式子相减,得到1352019aaaa+++的值,用二项展开式可以看出被12
整除的结果,得到余数.【详解】在已知等式中,取1x=得202001220205aaaa++++=,取1x=−得01220201aaaa−+−+=,两式相减得202013520192()51aaaa+++=−,即()202013520191512aaa
a+++=−,因为()()()1010202010101111512512412222−=−=+−()01010110091010101010101010101124242422CCCC=++++−()010101100911010
1010101012424242CCC=+++能被12整除,所以则1352019aaaa++++被12整除,余数是0.故答案为:0.【点睛】本题考查二项式定理的应用和带余除法,本题解题的关键是利用赋值的方法、利用二项式定理得到式子的结果,属于中
等题.12.(2021·湖南·宁乡市教育研究中心高二期末)在()522xx−−的展开式中,3x的系数为_____.【答案】120【解析】【分析】先把25(2)xx−−变形为55(1)(2)xx+−,再利用二项式定理中的通项公式求出结果.【详解】2555(2)
(1)(2)xxxx−−=+−,3x的系数为25534443352255555555(2)(2)(2)(2)120CCCCCCCC−+−+−+−=.故答案为:120.【点睛】本题主要考查二项式定理的应用四、解答题13.(2021·江苏省镇江第一中学高二期
末)(1)已知()727012712xaaxaxax−=++++.求:①127aaa+++;②0127aaaa++++L;(2)在522xx+的展开式中,求:①展示式中的第3项;②展开式中二项式系数最大的项.【答案】(1)
①2−;②2187;(2)①5240x−;②5240x−或580x−.【解析】(1)①运用赋值法,令0x=,求得01a=,令1x=,求得012345671aaaaaaaa+++++++=−,由此可求得答案.②由二项式的展开式判断0a、2a、4a、6a都大于零,而1a、3a、5a、7a都小于零,令
1x=−,可求得答案;(2)先求出展开式的通项公式,①令2r=时,求展示式中的第3项;②令2r=或3时,求得二项式系数最大项.【详解】解:(1)令0x=,则01a=,令1x=,则()7012345671211aaaaaaaa+++++++=−=−.①∴12372aaaa++++=−L.②
∵()712x−展开式中,0a、2a、4a、6a都大于零,而1a、3a、5a、7a都小于零,∴()()012702461357aaaaaaaaaaaa++++=+++−+++L,令1x=−,则7012345673aaaaaaaa−+−+
−+−=.所以01272187aaaa++++=L.(2)522xx+的展开式中第1r+项为()()551225215522rrrrrrrTCxxCx−−−+==,①当2r=时,所以展示式中的第3项为55222235240TCxx−−==
.②2r=或3时,二项式系数5rC最大,2r=时,由(1)知52340Tx−=,3r=时,335545280TCxx−−==.【点睛】方法点睛:求最大二项式系数时:如果n是奇数,最大的就是最中间一个,如果n是偶数,
最大的就是最中间两个;求系数的最大项时:设第r+1项为系数最大项,需列出不等式组+1+2+1rrrrTTTT,解之求得r.14.(2021·全国·高二期末)在①只有第6项的二项式系数最大,②第4项与第8项的二项式系数相等,③所有二项式系数的和为10
2,这三个条件中任选一个,补充在下面(横线处)问题中,解决下面两个问题.已知()123012321nnnxaaxaxaxax−=+++++(nN),若()21nx−的展开式中,______.(1)求n的值;(2)求123naaaa++++的
值.【答案】(1)10;(2)1031−【解析】【分析】(1)分别选择不同方案,根据展开式系数关系即可求出;(2)令0x=和1x=−可求出.【详解】(1)选择条件①,若()21nx−的展开式中只有第6项的二项式系数最大,则52n=,10n=;选择条件②,若()21nx−的
展开式中第4项与第8项的二项式系数相等,则37nnCC=,10n=;选择条件②,若()21nx−的展开式中所有二项式系数的和为102,则1022n=,10n=;(2)由(1)知10n=,则()101231001
231021xaaxaxaxax−=+++++,令0x=,得01a=,令1x=−,则100123101012331aaaaaaaaa+=−+−+++++=+,101231031aaaa++++=
−.【点睛】本题考查二项展开式系数关系