高中数学第一章计数原理1.3.2“杨辉三角”与二项式系
数的性质练习含解析新人教A版选修231105122
[A 基础达标]
1?3?*
x+1.若?2?(n∈N)的展开式中只有第6项系数最大,则该展开式中的常数项为( )
x??A.210 C.462
B.252 D.10
n解析:选A.由于展开式中只有第6项的系数最大,且其系数等于其二项式系数,所以展开式项数为11,从而n=10,于是得其常数项为C10=210.
2.(1+x)(3-x)的展开式中各项系数的和为1 024,则n的值为( ) A.8 C.10
nn6
B.9 D.11
n+1
解析:选B.由题意知(1+1)(3-1)=1 024,即2
n=1 024,所以n=9.故选B.
3.(2019·烟台高二检测)已知(1+x)的展开式中第4项与第8项的二项式系数相等,则奇数项的二项式系数和为( )
A.2 C.2
n1012
B.2 D.2
3
7
9
11
解析:选D.因为(1+x)的展开式中第4项与第8项的二项式系数相等,所以Cn=Cn,解110109
得n=10,所以二项式(1+x)的展开式中奇数项的二项式系数和为×2=2.
2
4.已知(3-x)=a0+a1x+a2x+…+anx,若其第2项的二项式系数与第4项的二项式系数相等,则a0-a1+a2+…+(-1)an=( )
A.32 C.128
1
3
n2nnB.64 D.256
解析:选D.由题意可得Cn=Cn,所以n=4.
令x=-1,则(3-x)=(3+1)=a0-a1+a2-a3+a4=256. 所以a0-a1+a2+…+(-1)an=256.
5.设(1+x+x)=a0+a1x+a2x+…+a2nx,则a0+a2+a4+…+a2n等于( ) A.2 C.2
n+1n2n2
2nn4
n3-1B. 23+1D. 2
nnn
解析:选D.令x=1得3=a0+a1+a2+…+a2n-1+a2n.①
- 1 -
令x=-1得1=a0-a1+a2-…-a2n-1+a2n.② ①+②得3+1=2(a0+a2+…+a2n), 3+1
所以a0+a2+…+a2n=.故选D.
2
6.已知(a-x)=a0+a1x+a2x+…+a5x,若a2=80,则a0+a1+a2+…+a5=________. 解析:展开式的通项为Tr+1=(-1)C5·a令r=2,则a2=(-1)C5·a=80, 即a=2,
故(2-x)=a0+a1x+a2x+…+a5x,令x=1,得a0+a1+…+a5=1. 答案:1
7.若(1+2)=a+b2(a,b为有理数),则a+b=________.
解析:因为(1+2)=C5(2)+C5(2)+C5(2)+C5(2)+C5(2)+C5(2) =1+52+20+202+20+42=41+292, 由已知可得41+292=a+b2, 所以a+b=41+29=70. 答案:70
8.(x+1)(x-2)=a0+a1(x-1)+a2(x-1)+a3(x-1)+…+a11(x-1),则a1+a2+a3
+…+a11的值为________.
解析:令x=1,得a0=-2. 令x=2,得a0+a1+a2+…+a11=0. 所以a1+a2+a3+…+a11=2. 答案:2
9.设(2-3x)=a0+a1x+a2x+…+a100x,求下列各式的值: (1)a0;
(2)a1+a2+a3+a4+…+a100; (3)a1+a3+a5+…+a99;
(4)(a0+a2+…+a100)-(a1+a3+…+a99); (5)|a0|+|a1|+…+|a100|. 解:(1)令x=0,可得a0=2. (2)令x=1,可得
100
2
2
100
2
100
2
9
2
3
11
5
0
0
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
5
5
2
5
22
3
5
2
5
nnrr5-r·x,
ra0+a1+a2+…+a100=(2-3)100,(*)
所以a1+a2+…+a100=(2-3)-2. (3)令x=-1.
可得a0-a1+a2-a3+…+a100=(2+3).
- 1 -
100
100
100
与(*)式联立相减得
(2-3)-(2+3)
a1+a3+…+a99=. 2
(4)原式=[(a0+a2+…+a100)+(a1+a3+…+a99)]·[(a0+a2+…+a100)-(a1+a3+…+
100
100
a99)]=(a0+a1+a2+…+a100)·(a0-a1+a2-a3+…+a98-a99+a100)=[(2-3)(2+3)]100=
1=1.
(5)因为Tr+1=(-1)C1002所以a2k-1<0(k∈N).
所以|a0|+|a1|+|a2|+…+|a100|=a0-a1+a2-a3+…+a100=(2+3).
5?33?n?31?
10.已知?-a?的展开式的各项系数之和等于?4b-?的展开式中的常数项,
5b??a??求:
100
*
100
rr100-r(3)x.
rr?33?n(1)?-a?展开式的二项式系数和; ?a??33?n-1
(2)?-a?展开式中含a项的二项式系数. ?a?
5?33?n?31?nn解:依题意,令a=1,得?-a?展开式中各项系数和为(3-1)=2,?4b-?5b??a??1?rrr5-r?rr5-r展开式中的通项为Tr+1=C5(4b)?-?=(-1)C54·5-2b5b??
3
10-5r6.
10-5r223-17
若Tr+1为常数项,则=0,即r=2,故常数项为T3=(-1)C5·4·5=2,
6于是有2=2,得n=7.
n7
?33?nn7
(1)?-a?展开式的二项式系数和为2=2=128. ?a?
3?7-r?33?73rrr?r7-r(2)?-a?的通项为Tr+1=C7??·(-a)=C7(-1)·3·a?a??a?令
5r-21
=-1,得r=3, 6
-1
3
5r-216,
所以所求a项的二项式系数为C7=35.
[B 能力提升]
11.若(1-2x)A.2
2 017
=a0+a1x+…+a2 017x2 017
(x∈R),则+2+…+2 017的值为( )
222B.0
- 1 -
a1a2a2 017
C.-2
解析:选D.(1-2x)
2 017
D.-1
=a0+a1x+…+a2 017x2 017
1
,令x=,
2
12 017a1a2a2 017
则(1-2×)=a0++2+…+2 017=0,
2222其中a0=1,所以+2+…+2 017=-1.
222
12.(a+x)(1+x)的展开式中x的奇数次幂项的系数之和为32,则a=________. 解析:设(a+x)(1+x)=a0+a1x+a2x+a3x+a4x+a5x. 令x=1,得(a+1)×2=a0+a1+a2+a3+a4+a5.① 令x=-1,得0=a0-a1+a2-a3+a4-a5.②
①-②,得16(a+1)=2(a1+a3+a5)=2×32,所以 a=3. 答案:3
2
2n13.已知(x3+3x)的展开式中,各项系数的和比它的二项式系数的和大992. (1)求展开式中二项式系数最大的项; (2)求展开式中系数最大的项.
解:(1)令x=1,则展开式中各项系数的和为(1+3)=2,又展开式中二项式系数的和为2,
所以2-2=992,解得n=5,
所以展开式共6项,二项式系数最大的项为第三、四两项, 223226
所以T3=C5(x3)(3x)=90x, 222223
T4=C35(x3)(3x)=270x3.
(2)设展开式中第r+1项系数最大, 210+4r5-r2rrr则Tr+1=C5(x3)(3x)=3C5x3,
r2n44
2
3
4
5
4
a1a2a2 017
n2nnn??3C5≥3C5,79所以?rr?≤r≤,又r∈N,所以r=4. r+1r+1
22?3C5≥3C5?
rrr-1r-1
即展开式中第5项系数最大, 226
24
T5=C45(x3)(3x)=405x3.
14.(选做题)在杨辉三角中,除每行的两端数值外,每一数值都是它左上角和右上角两个数值之和,杨辉三角开头几行如图所示.
- 1 -
(1)利用杨辉三角展开(1-x);
(2)在杨辉三角中哪一行会出现相邻的三个数,它们的比是3∶4∶5?
解:(1)根据杨辉三角的规律“每行两端都是1,其余每个数都等于它肩上的两个数的和”,可写出第6行的二项式系数为1,6,15,20,15,6,1,所以(a+b)=a+6ab+15ab+20ab+15ab+6ab+b.
令a=1,b=-x,得(1-x)=1-6x+15x-20x+15x-6x+x.
(2)设在第n行出现的三个相邻的数的比是3∶4∶5,并设这三个数分别是Cn,Cn,Cn,
k-1
kk+1
6
2
3
4
5
6
33
24
5
6
6
6
5
42
6
??则有?4C
??5=C
3Cn=k,4Cnknk+1nk-1
,3n!k!(n-k)!=×,??4(k-1)!(n+1-k)!n!
所以?
4n!(k+1)!(n-1-k)!
,??5=k!(n-k)!×n!3k=??4n+1-k,??3n-7k=-3,
所以?即?
?4k+14n-9k=5,?
=,??5n-k??n=62,
所以?
?k=27,?
即在第62行会出现C62∶C62∶C62=3∶4∶5.
262728
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