本文由 3709089 收集发布,转载请注明出处,如有问题请联系我们!高中数学选修2-3练习:第一章1.3-1.3.2“杨辉三角”与二项式系数的性质 Word版含解析
第一章 计数原理
1.3 二项式定理
1.3.2“杨辉三角”与二项式系数的性质
A级 基础巩固
一、选择题
1.(1+x)2n+1(n∈N*)的展开式中,二项式系数最大的项所在的项数是( )
A.n,n+1 B.n-1,n
C.n+1,n+2 D.n+2,n+3
解析:因为2n+1为奇数,所以展开式中间两项的二项式系数最大,中间两项的项数是n+1,n+2.
答案:C
2.已知(1+x)+(1+x)2+…+(1+x)n=a0+a1x+a2x2+…+anxn(n∈N*),若a0+a1+…+an=30,则n等于( )
A.5 B.3 C.4 D.7
解析:令x=1得a0+a1+…+an=2+22+…+2n=30,解得n=4.
答案:C
3.在(x+y)n展开式中第4项与第8项的系数相等,则展开式中系数最大的项是( )
A.第6项 B.第5项
C.第5、第6项 D.第6、第7项
解析:因为C=C,所以n=10,系数最大的项即为二项式系数最大的项.
答案:A
4.已知C+2C+22C+…+2nC=729,则C+C+C的值等于( )
A.64 B.32 C.63 D.31
解析:由已知(1+2)n=3n=729,解得n=6,则C+C+C=C+C+C=×26=32.
答案:B
5.设的展开式中各项系数之和为M,二项式系数之和为N,若M-N=240,则展开式中x的系数为( )
A.-150 B.150 C.300 D.-300
解析:令x=1,得M=4n,又N=2n,故4n-2n=240,解得n=4.展开式中的通项为Tr+1=C(5x)4-r=(-1)r54-rCx4-r,令4-r=1得r=2,所以当r=2时,展开式中x的系数为(-1)2·C·52=150.
答案:B
二、填空题
6.(a+)n的展开式中奇数项系数和为512,则展开式的第八项T8=________.
解析:C+C+C+…=2n-1=512=29,所以n=10,所以T8=Ca3()7=120a.
答案:120a
7.(1+)n展开式中的各项系数的和大于8而小于32,则系数最大的项是________.
解析:因为8<C+C+C+…+C+…+C<32,即8<2n<32.所以n=4.所以展开式共有5项,系数最大的项为T3=C()2=6x.
答案:6x
8.如图是一个类似杨辉三角的递推式,则第n行的首尾两个数均为________.
1
3 3
5 6 5
7 11 11 7
9 18 22 18 9
…
解析:由于每行的第1个数1,3,5,7,9,…成等差数列,由等差数列的知识可知,an=2n-1.
答案:2n-1
三、解答题
9.已知(2x-3)4=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4,求:
(1)a0+a1+a2+a3+a4;
(2)(a0+a2+a4)2-(a1+a3)2.
解:(1)由(2x-3)4=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4,
令x=1得(2-3)4=a0+a1+a2+a3+a4,
所以a0+a1+a2+a3+a4=1.
(2)在(2x-3)4=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4中,
令x=1得(2-3)4=a0+a1+a2+a3+a4,①
令x=-1得(-2-3)4=a0-a1+a2-a3+a4.②
所以(a0+a2+a4)2-(a1+a3)2=(a0-a1+a2-a3+a4)(a0+a1+a2+a3+a4)=(-2-3)4(2-3)4=(2+3)4(2-3)4=625.
10.(1+2x)n的展开式中第六项与第七项的系数相等,求展开式中二项式系数最大的项和系数最大的项.
解:T6=C(2x)5,T7=C(2x)6,依题意有C25=C26,
解得n=8.
所以(1+2x)n的展开式中,二项式系数最大的项为
T5=C(2x)4=1 120x4.
设第(k+1)项系数最大,则有
解得5≤k≤6.
又因为k∈{0,1,2,…,8},所以k=5或k=6.
所以系数最大的项为T6=1 792x5,T7=1 792x6.
B级 能力提升
1.若9n+C·9n-1+…+C·9+C是11的倍数,则自然数n为( )
A.奇数 B.偶数
C.3的倍数 D.被3除余1的数
解析:9n+C·9n-1+…+C·9+C=(9n+1+C·9n+…+C·92+C+C)-=(9+1)n+1-=(10n+1-1)是11的倍数,所以n+1为偶数,n为奇数.
答案:A
2.(2015·山东卷)观察下列各式:
C=40;
C+C=41;
C+C+C=42;
C+C+C+C=43;
……
照此规律,当n∈N*时,
C+C+C+…+C=________.
解析:具体证明过程可以是:
C+C+C+…+C=(2C+2C+2C+…+2C)=(C+C)+(C+C)+(C+C)+…+(C+C)]=(C+C+C+…+C+C+…+C)=·22n-1=4n-1.
答案:4n-1
3.已知(a2+1)n展开式中的各项系数之和等于的展开式的常数项,而(a2+1)n的展开式的系数最大的项等于54,求a的值.
解:由得Tr+1=C=Cx,
令Tr+1为常数项,则20-5r=0,
所以r=4,常数项T5=C·=16.
又(a2+1)n展开式中的各项系数之和等于2n,由此得到2n=16,n=4.
所以(a2+1)4展开式中系数最大项是中间项T3=Ca4=54.
解得a=±.
1.3 二项式定理
1.3.2“杨辉三角”与二项式系数的性质
A级 基础巩固
一、选择题
1.(1+x)2n+1(n∈N*)的展开式中,二项式系数最大的项所在的项数是( )
A.n,n+1 B.n-1,n
C.n+1,n+2 D.n+2,n+3
解析:因为2n+1为奇数,所以展开式中间两项的二项式系数最大,中间两项的项数是n+1,n+2.
答案:C
2.已知(1+x)+(1+x)2+…+(1+x)n=a0+a1x+a2x2+…+anxn(n∈N*),若a0+a1+…+an=30,则n等于( )
A.5 B.3 C.4 D.7
解析:令x=1得a0+a1+…+an=2+22+…+2n=30,解得n=4.
答案:C
3.在(x+y)n展开式中第4项与第8项的系数相等,则展开式中系数最大的项是( )
A.第6项 B.第5项
C.第5、第6项 D.第6、第7项
解析:因为C=C,所以n=10,系数最大的项即为二项式系数最大的项.
答案:A
4.已知C+2C+22C+…+2nC=729,则C+C+C的值等于( )
A.64 B.32 C.63 D.31
解析:由已知(1+2)n=3n=729,解得n=6,则C+C+C=C+C+C=×26=32.
答案:B
5.设的展开式中各项系数之和为M,二项式系数之和为N,若M-N=240,则展开式中x的系数为( )
A.-150 B.150 C.300 D.-300
解析:令x=1,得M=4n,又N=2n,故4n-2n=240,解得n=4.展开式中的通项为Tr+1=C(5x)4-r=(-1)r54-rCx4-r,令4-r=1得r=2,所以当r=2时,展开式中x的系数为(-1)2·C·52=150.
答案:B
二、填空题
6.(a+)n的展开式中奇数项系数和为512,则展开式的第八项T8=________.
解析:C+C+C+…=2n-1=512=29,所以n=10,所以T8=Ca3()7=120a.
答案:120a
7.(1+)n展开式中的各项系数的和大于8而小于32,则系数最大的项是________.
解析:因为8<C+C+C+…+C+…+C<32,即8<2n<32.所以n=4.所以展开式共有5项,系数最大的项为T3=C()2=6x.
答案:6x
8.如图是一个类似杨辉三角的递推式,则第n行的首尾两个数均为________.
1
3 3
5 6 5
7 11 11 7
9 18 22 18 9
…
解析:由于每行的第1个数1,3,5,7,9,…成等差数列,由等差数列的知识可知,an=2n-1.
答案:2n-1
三、解答题
9.已知(2x-3)4=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4,求:
(1)a0+a1+a2+a3+a4;
(2)(a0+a2+a4)2-(a1+a3)2.
解:(1)由(2x-3)4=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4,
令x=1得(2-3)4=a0+a1+a2+a3+a4,
所以a0+a1+a2+a3+a4=1.
(2)在(2x-3)4=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4中,
令x=1得(2-3)4=a0+a1+a2+a3+a4,①
令x=-1得(-2-3)4=a0-a1+a2-a3+a4.②
所以(a0+a2+a4)2-(a1+a3)2=(a0-a1+a2-a3+a4)(a0+a1+a2+a3+a4)=(-2-3)4(2-3)4=(2+3)4(2-3)4=625.
10.(1+2x)n的展开式中第六项与第七项的系数相等,求展开式中二项式系数最大的项和系数最大的项.
解:T6=C(2x)5,T7=C(2x)6,依题意有C25=C26,
解得n=8.
所以(1+2x)n的展开式中,二项式系数最大的项为
T5=C(2x)4=1 120x4.
设第(k+1)项系数最大,则有
解得5≤k≤6.
又因为k∈{0,1,2,…,8},所以k=5或k=6.
所以系数最大的项为T6=1 792x5,T7=1 792x6.
B级 能力提升
1.若9n+C·9n-1+…+C·9+C是11的倍数,则自然数n为( )
A.奇数 B.偶数
C.3的倍数 D.被3除余1的数
解析:9n+C·9n-1+…+C·9+C=(9n+1+C·9n+…+C·92+C+C)-=(9+1)n+1-=(10n+1-1)是11的倍数,所以n+1为偶数,n为奇数.
答案:A
2.(2015·山东卷)观察下列各式:
C=40;
C+C=41;
C+C+C=42;
C+C+C+C=43;
……
照此规律,当n∈N*时,
C+C+C+…+C=________.
解析:具体证明过程可以是:
C+C+C+…+C=(2C+2C+2C+…+2C)=(C+C)+(C+C)+(C+C)+…+(C+C)]=(C+C+C+…+C+C+…+C)=·22n-1=4n-1.
答案:4n-1
3.已知(a2+1)n展开式中的各项系数之和等于的展开式的常数项,而(a2+1)n的展开式的系数最大的项等于54,求a的值.
解:由得Tr+1=C=Cx,
令Tr+1为常数项,则20-5r=0,
所以r=4,常数项T5=C·=16.
又(a2+1)n展开式中的各项系数之和等于2n,由此得到2n=16,n=4.
所以(a2+1)4展开式中系数最大项是中间项T3=Ca4=54.
解得a=±.
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