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(新高考)高考数学一轮复习第57讲《二项式定理》达标检测(解析版)
展开这是一份(新高考)高考数学一轮复习第57讲《二项式定理》达标检测(解析版),共15页。
《二项式定理》达标检测
[A组]—应知应会
1.(•北京)在(﹣2)5的展开式中,x2的系数为( )
A.﹣5 B.5 C.﹣10 D.10
【分析】在二项展开式的通项公式中,令x的幂指数等于2,求出r的值,即可求得x2的系数.
【解答】解:(﹣2)5的展开式中,通项公式为 Tr+1=•(﹣2)r•,
令=2,求得r=1,可得x2的系数为 •(﹣2)=﹣10,
故选:C.
2.(春•烟台期中)若的展开式中x3项的系数是240,则实数m的值是( )
A.2 B. C.±2 D.
【分析】由二项式定理可得的展开式的通项,令x的系数为3,解可得r的值,结合展开式中x3的系数即可得关于m的方程,解可得m的值,即可得答案.
【解答】解:根据题意,的展开式通项为Tr+1=C6r(mx)6﹣r(﹣)r=C6r×m6﹣r•(﹣2)r•x,
令6﹣r=3,解可得r=2,
则有C62×m4•(﹣2)2=240,解可得:m=±,
即实数m的值为±;
故选:D.
3.(春•如东县校级期中)(1+2x)4展开式中含x2的项为第______项( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】先写出通项,然后令x的指数为2,求出此时k的值即可.
【解答】解:由题意得:,
令k=2得,故第3项中含x2.
故选:C.
4.(春•余姚市校级期中)8011被9除的余数为( )
A.﹣1 B.1 C.8 D.﹣8
【分析】利用80=92﹣1以及二项展开式的性质即可求解.
【解答】解:∵8011=(92﹣1)11;
其展开式共有12项,前11项均有92,都能被9整除,
最后一项为:(﹣1)11=﹣1=﹣9+8,
∴8011被9除的余数为:8.
故选:C.
5.(春•越秀区期末)已知的展开式中第6项与第8项的二项式系数相等,则含x10项的系数是( )
A.4 B.﹣4 C. D.91
【分析】由已知展开式中第6项与第8项的系数相等求二项式指数n,然后结合通项公式求解即可.
【解答】解:∵的展开式中第6项与第8项的系数相等,
∴=;
所以n=12,
则展开式的通项公式为:Tr+1=•x12﹣r•(﹣)r=(﹣)r••x12﹣2r;
令12﹣2r=10可得r=1;
∴含x10项的系数是:(﹣)1•=﹣4.
故选:B.
6.(•新课标Ⅰ)(x+)(x+y)5的展开式中x3y3的系数为( )
A.5 B.10 C.15 D.20
【分析】先把条件整理转化为求(x2+y2)(x+y)5展开式中x4y3的系数,再结合二项式的展开式的特点即可求解.
【解答】解:因为(x+)(x+y)5=;
要求展开式中x3y3的系数即为求(x2+y2)(x+y)5展开式中x4y3的系数;
展开式含x4y3的项为:x2•x2•y3+y2•x4•y=15x4y3;
故(x+)(x+y)5的展开式中x3y3的系数为15;
故选:C.
7.(春•清江浦区校级期末)(x2+2)3(﹣1)7展开式中常数项是( )
A.15 B.﹣15 C.7 D.﹣7
【分析】分别求出两个二项式的展开式,相乘,令指数为0,即可求得结论.
【解答】解:(x2+2)3展开式的通项为Tr+1=2rx6﹣2r(0≤r≤3)
(﹣1)7展开式的通项为Tk+1=(﹣1)kx2k﹣14(0≤k≤7)
所以(x2+2)3(﹣1)7展开式的通项为(﹣1)k2rx2k﹣2r﹣8(0≤r≤3,0≤k≤7),
令2k﹣2r﹣8=0,则k﹣r=4,
则k=4,r=0或k=5,r=1或k=6,r=2或k=7,r=3,
所以(x2+2)3(﹣1)7展开式中常数项为
(﹣1)420+++=﹣15.
故选:B.
8.(春•南岗区校级期中)在(1﹣x)(x+2)4的展开式中,含x3项的系数为( )
A.﹣16 B.16 C.﹣8 D.8
【分析】把(x+2)4展开,求出二项式(1﹣x)(x+2)4的展开式中含x3项的系数.
【解答】解:(1﹣x)(x+2)4=(1﹣x)(•x4+•2x3+•22x2+•8x+•24),
∴二项式(1﹣x)(x+2)4展开式中,含x3项的系数为:﹣•22+•2=﹣16,
故选:A.
9.(•吉林模拟)已知不等式logax<1(a>0且a≠1)的解集为(0,2),则二项式的展开式中系数最大项的系数为( )
A.16 B.80 C.240 D.480
【分析】由不等式可求得a的值,再由通项公式列出不等式组,求得当r=2时,系数最大,并求得此最大值.
【解答】解:由题意,当a>1时,由logax<1,可得0<x<a,
当0<a<1时,由logax<1,可得x>a,所以a=2.
故,∴r=2,
∵r=2,系数为正,
故展开式中系数最大项的系数为=240.
故选:C.
10.(春•渭滨区校级期中)若(1+x+x2)6=a0+a1x1+a2x2+a3x3+…++a12x12,则a2+a4+…+a12=( )
A.256 B.364 C.296 D.513
【分析】分别令x=1和x=﹣1,代入原式,可得到关于a0+a2+a4+…+a12和a1+a3+…+a11的方程组,问题可解.
【解答】解:令x=1得:(a0+a2+a4+…+a12)+(a1+a3+…+a11)=36……①.
令x=﹣1得::(a0+a2+a4+…+a12)﹣(a1+a3+…+a11)=16……②.
联立①②解得:a0+a2+a4+…+a12=365.
又令x=0得:a0=1,所以a2+a4+…+a12=364.
故选:B.
11.(•鼓楼区校级模拟)设ai(i=0,1,2,…,)是常数,对于∀x∈R,都有x=a0+a1(x﹣1)+a2(x﹣1)(x﹣2)+…+a(x﹣1)(x﹣2)…(x﹣),则﹣a0+a1﹣a2+2!a3﹣3!a4+4!a5﹣…+2018!a2019﹣2019!a=( )
A.2019 B. C.2019! D.!
【分析】求出a0的值,求出a1﹣a2+2a3﹣3!a4+4!a5﹣…+2018!a2019﹣2019!a的值,从而求出答案即可.
【解答】解:代入x=1,得a0=1,
∴x﹣1=a1(x﹣1)+a2(x﹣1)(x﹣2)+…+a(x﹣1)(x﹣2)…(x﹣),
而x﹣1=(x﹣1)(1+x+x2+…+x2019),
∴x2019+x2018+…+x+1=a1+a2(x﹣2)+…a(x﹣2)…(x﹣),
代入x=1得=a1﹣a2+2a3﹣3!a4+4!a5﹣…+2018!a2019﹣2019!a,
∴﹣a0+a1﹣a2+2!a3﹣3!a4+4!a5﹣…+2018!a2019﹣2019!a=﹣a0=﹣1=2019,
故选:A.
12.(多选)(春•龙华区校级期中)已知展开式中,各项系数和比它的二项式系数和大992,则下列结论正确的是( )
A.展开式中的有理项是第2项和第5项
B.展开式中没有常数项
C.展开式中二项式系数最大的项是第3项和第4项
D.展开式中系数最大的项是第5项
【分析】先求出展开式的通项,然后结合x的指数满足的条件解决A,B项;根据二项式系数和系数的性质研究C,D项.
【解答】解:由题意可得 4n﹣2n=992,求得 2n=32,∴n=5.
∴的展开式的通项公式为 Tr+1=•3r•.
若为有理数,则r=2,5,展开式中的有理项是第3项和第6项,故A错误;
令=0,解得r=﹣,不符合题意,故展开式中没有常数项,故B正确;
由n=5可知,展开式中二项式系数最大的项为第三项或第四项,故C正确;
假设第k+1项系数最大,则,解得3.5≤k≤4.5,
∵k∈N*,∴k=4,∴展开式中系数最大的项是第5项,故D正确.
故选:BCD.
13.(多选)(春•潍坊期中)关于(a﹣b)11的说法,正确的是( )
A.展开式中的二项式系数之和为2048
B.展开式中只有第6项的二项式系数最大
C.展开式中第6项和第7项的二项式系数最大
D.展开式中第6项的系数最大
【分析】利用赋值法可以判定A的对错;根据中间项的二项式系数最大判定B,C的对错;然后构造系数满足的不等式判定D的对错.
【解答】解:展开式通项为
展开式中的二项式系数之和为211=2048,故A正确;
根据二项式系数的性质可知,中间项的二项式系数最大,易知,中间项是第6、7项的二项式系数最大,故B错,C对;
因为,第六项系数为<0,第五项系数为,显然D错.
故选:AC.
14.(•天津)在(x+)5的展开式中,x2的系数是 .
【分析】在 的展开式的通项公式中,令x的幂指数等于2,求出 r的值,即可得到展开式中x2的系数.
【解答】解:∵的展开式的通项公式为 Tr+1= x5﹣r 2r x﹣2r=2r x5﹣3r,
令 5﹣3r=2,得r=1,
∴x2的系数是 2×=10,
故答案为10.
15.(•新课标Ⅲ)(x2+)6的展开式中常数项是 (用数字作答).
【分析】先求出二项式展开式的通项公式,再令x的幂指数等于0,求得r的值,即可求得展开式中的常数项的值.
【解答】解:由于(x2+)6的展开式的通项公式为 Tr+1=•2r•x12﹣3r,
令12﹣3r=0,求得r=4,故常数项的值等于 •24=240,
故答案为:240.
16.(•浙江)二项展开式(1+2x)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,则a4= ,a1+a3+a5= .
【分析】直接利用二项式定理的通项公式,求解即可.
【解答】解:(1+2x)5=0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,则a4==80.
a1+a3+a5==122.
故答案为:80;122.
17.(•马鞍山三模)(x+1)5(x﹣1)4的展开式中x3的系数为 .(用数字作答)
【分析】先根据(x+1)5(x﹣1)4=(x2﹣1)4•(x+1);再结合(x2﹣1)4展开式的通项公式即可求解结论.
【解答】解:∵(x+1)5(x﹣1)4=(x2﹣1)4•(x+1);
又因为(x2﹣1)4展开式的通项公式为:Tr+1=•(x2)4﹣r•(﹣1)r;
∴(x+1)5(x﹣1)4的展开式中x3的系数为:•(﹣1)3=﹣4.
故答案为:﹣4.
18.(春•南岗区校级期中)若展开式中x的系数为8,则展开式中的常数项是 (用数字作答).
【分析】先求出(1+)4的展开式的通项公式,结合已知条件求出a,进而求得结论.
【解答】解:∵(1+)4的展开式的通项公式为:Tr+1=•()r;
含x﹣1项的系数为=4,
∴展开式中x的系数为:4a=8,解得a=2.
∴展开式中的常数项是:1×1+a•=1+2×6=13,
故答案为:13.
19.(•柯桥区二模)在二项式的展开式中,第6项系数最大,则n= ,其常数项为 .
【分析】利用二项展开式的通项公式求出通项,得到项的系数与二项式系数相同;据展开式的中间项的二项式系数最大,列出方程求出n,在通项中,令x的指数为0求出常数项.
【解答】解:的展开式的通项为Tr+1=•()2n﹣r•=•x;
所以项的系数是二项式系数C2nr;
根据展开式中间项的二项式系数最大
又中间项是第n+1项
所以n+1=6解得n=5
所以展开式的通项为Tr+1=•x,
令5﹣=0解得r=6
所以常数项为C106=210;
故答案为:5,210.
20.(春•余姚市校级期中)已知(2x﹣1)4(x﹣2)=a0+a1(x﹣1)+a2(x﹣1)2+…+a5(x﹣1)5,则a4= ;a1+2a2+3a3+4a4+5a5= .(用数字作答)
【分析】由题意,结合二项式定理即可确定a4的值,对所给的等式两侧求导,然后利用赋值法即可确定a1+2a2+3a3+4a4+5a5的值.
【解答】解:(2x﹣1)4(x﹣2)=[2(x﹣1)+1]4[(x﹣1)﹣1]=(x﹣1)[2(x﹣1)+1]4﹣[2(x﹣1)+1]4,
展开后含有 (x﹣1)4的项为:,
所以a4=16;
,
等号两边分别求导,得
,
令x=2,得(2×2﹣1)4=a1+2a2+3a3+4a4+5a5,
则a1+2a2+3a2+4a4+5a5=81.
故答案为:16;81.
21.(•汕头校级三模)(1﹣2x)=a0+a1x+a2x2+…+ax(x∈R),则a1+a3+a5+…+a2019的值为 .
【分析】先求出a0的值,分析所给代数式的特点,通过给二项式的x赋值,求得展开式的系数和,从而得出结论.
【解答】解:∵(1﹣2x)=a0+a1x+a2x2+a3x3+…+ax(x∈R),
令x=1,可得a0+a1+a2+a3+…+a=1,
令x=﹣1,可得a0﹣a1+a2﹣a3+…+a=3,
两式相减除以2,可得a1+a3+a5+…+a2019=;
故答案为:.
22.(春•大连期末)若(+)n的展开式中只有第4项的二项式系数最大,则二项展开式中有理项系数之和为 .
【分析】在二项展开式的通项公式中,令x的幂指数等于整数,求得r的值,可得结论.
【解答】解:根据二项式+)n的展开式中只有第4项的二项式系数最大,
可得只有最大,
故有n=6,
故通项公式为Tr+1=•()6﹣r•=•x,r=0,1,2…6;
若为整数,则r=0,3,6,共计3个,
对应项的系数和为:+=22;
故答案为:22.
23.(春•湖北期末)定义:(在(x2﹣x﹣1)n=Px2n+Px2n﹣1+Px2n﹣2+…+Px+P(n∈N)中,把P,P,P,…,P叫做三项式(x2﹣x﹣1)n的n次系数列(例如三项式的1次系数列是1,﹣1,﹣1).按照上面的定义.三项式(x2﹣x﹣1)n的5次系数列各项之和为 ,P= .
【分析】令x=1,可得(x2﹣x+1)5的5次系数列各项之和.(x2﹣x+1)4的通项公式为Tk+1=(x2﹣x)k,(x2﹣x)k的通项公式为:Tr+1=(x2)k﹣r(﹣x)r=(﹣1)rx2k﹣r,令2k﹣r=1,即可得出.
【解答】解:令x=1,可得(x2﹣x﹣1)5的5次系数列各项之和为﹣1.
(x2﹣x﹣1)4的通项公式为Tk+1=(﹣1)4﹣k(x2﹣x)k,
(x2﹣x)k的通项公式为:Tr+1=(x2)k﹣r(﹣x)r=(﹣1)rx2k﹣r,
令2k﹣r=1,可得k=1,r=1,
∴P=(﹣1)4﹣1•(﹣1)1=4.
故答案为:﹣1,4.
24.(春•市中区校级期中)已知二项式展开式中的第4项是常数项.
(1)求n;
(2)求展开式中有理项的个数.
【分析】(1)二项式展开式中的通项公式为,根据第4项是为是常数项,可得,解得n.
(2)要使展开式中的项为有理项,需为整数,可得r.
【解答】解:(1)二项式展开式中的通项公式为,
∵第4项是为是常数项,
∴,∴n=12.
(2)要使展开式中的项为有理项,需为整数,故有r=0,3,6,9,12,
故展开式中有理项共有5项.
25.(春•烟台期中)已知的展开式中所有偶数项的二项式系数和为64.
(1)求展开式中二项式系数最大的项;
(2)求展开式中的常数项.
【分析】(1)根据二项式系数的性质求得n=6,从而求得展开式中二项式系数最大的项.
(2)根据的展开式的通项公式求出x﹣1项以及x2项的系数,即可求得结论.
【解答】解:(1)由展开式中所有的偶数项二项式系数和为64,得2n﹣1=64,所以n=7
所以展开式中二项式系数最大的项为第四项和第五项.
因为的展开式的通项公式为,
所以f(x)的展开式中二项式系数最大的项为,;
(2)由(1)知n=7,且的展开式中x﹣1项为,x2项为,
所以展开式的常数项为2×(﹣84)+1×280=112.
26.(春•张家港市期中)设(3x﹣1)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,求下列各式的值:
(1)a1+a2+a3+a4+a5;
(2)a0+a2+a4;
(3)a1+2a2+3a3+4a4+5a5.
【分析】(1)分别给x赋值0,1,可得要求式子的值.
(2)令x=﹣1结合第一问即可求解,
(3)对原式两边求导,再令x=1即可求解结论.
【解答】解:∵(3x﹣1)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,①
(1)令x=0可得:﹣1=a0,②,
令x=1得:a0+a1+a2+a3+a4+a5=25=32,
∴a1+a2+a3+a4+a5=33.
(2)令x=﹣1可得:45=a0﹣a1+a2﹣a3+a4﹣a5,
∴a0+a2+a4=(32+45)=528,
(3)对(3x﹣1)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5两边求导可得:
15(3x﹣1)4=a1+2a2x+3a3x2+4a4x3+5a5x4,
令x=1可得:15×24=a1+2a2+3a3+4a4+5a5.
∴a1+2a2+3a3+4a4+5a5=240.
27.(春•辽宁期末)在①只有第八项的二项式系数最大,②奇数项二项式系数之和为47,③各项系数之和为414,这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,若问题中的k存在,求k的值;若k不存在,说明理由.
设二项式(+)n,若其展开式中,______,是否存在整数k,使得Tk是展开式中的常数项?
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答给分.
【分析】由二项式系数的性质,可得选填条件①③时,n=14,写出二项展开式的通项,由x的指数为0求得k值,即可得到存在整数k=3,使得Tk是展开式中的常数项;
选填条件②时,n=15,写出二项展开式的通项,由x的指数为0求得k值,可知不存在整数k,使得Tk是展开式中的常数项.
【解答】解:若选填条件①,即只有第八项的二项式系数最大,则n=14;
若选填条件③,即各项系数之和为414,则4n=414,即n=14.
二项式(+)14展开式的通项:
=.
由21﹣7k=0,得k=3.
即存在整数k=3,使得Tk是展开式中的常数项;
若选填条件②,即奇数项二项式系数之和为47,则2n﹣1=47=214,∴n=15.
二项式(+)15展开式的通项:
=.
由22﹣7x=0,得k=∉Z.
即不存在整数k,使得Tk是展开式中的常数项.
28.(春•徐州期末)在下面两个条件中任选一个条件,补充在后面问题中的横线上,并完成解答.
条件①:“展开式中所有项的系数之和与二项式系数之和的比为64”;
条件②:“展开式中前三项的二项式系数之和为22”.
问题:已知二项式(1+3x)n,若 _____(填写条件前的序号),
(1)求展开式中二项式系数最大的项:
(2)求(1+3x)n(1﹣x)5中含x2项的系数.
【分析】当选填条件①时,由题意列式求得n=6,当选填条件②时,由前3项的二项式系数和为22求得n=6.
(1)把n=6代入(1+3x)n,可知第四项的二项式系数最大,由二项展开式的通项得答案;
(2)把n=6代入(1+3x)n(1﹣x)5,由第一个因式的常数项乘以第二个因式含含x2项的系数,由第二个因式的常数项乘以第一个因式含含x2项的系数,第一个因式含有x项的系数乘以第二个因式含有x项的系数,作和得答案.
【解答】解:若选填条件①,即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,即n=6.
若选填条件②,即展开式中前三项的二项式系数之和为22,
则,即n=6.
(1)当n=6时,展开式共7项,二项式系数最大的项为;
(2)(1+3x)n(1﹣x)5=(1+3x)6(1﹣x)5中,
含x2项的系数为=55.
29.(春•济宁期末)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210,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.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
已知(2x﹣1)n=a0+a1x1+a2x2+a3x3+…+anxn(n∈N*),若(2x﹣1)n的展开式中, .
(1)求n的值;
(2)求|a1|+|a2|+|a3|+…+|an|的值.
【分析】(1)由二项式系数的性质及组合数公式可知,无论选填三个条件中的哪一个,n值都是10;
(2)把n=10代入(2x﹣1)n=a0+a1x1+a2x2+a3x3+…+anxn,由二项展开式的通项可知,x的奇数次方的系数为负,x的偶数次方的系数为正.然后分别取x=0和x=1,联立即可求得|a1|+|a2|+|a3|+…+|an|的值.
【解答】解:(1)在二项式(2x﹣1)n的展开式中,
若选填①,只有第6项的二项式系数最大,
则展开式中有11项,即n=10;
若选填②,第4项与第8项的二项式系数相等,
则,即n=10;
若选填③,所有二项式系数的和为210,
则2n=210,即n=10.
故n=10;
(2)(2x﹣1)n=(2x﹣1)10=a0+a1x1+a2x2+a3x3+…+a10x10.
∵二项式(2x﹣1)10的展开式的通项=.
可知x的奇数次方的系数为负,x的偶数次方的系数为正.
在(2x﹣1)10=a0+a1x1+a2x2+a3x3+…+a10x10中,
取x=0,得a0=1;
取x=﹣1,得a0﹣a1+a2﹣a3+…+a10=310.
∴|a1|+|a2|+|a3|+…+|an|=a0﹣a1+a2﹣a3+…+a10﹣a0=310﹣1.
[B组]—强基必备
1.(春•锡山区校级期中)设n∈N*,an为(x+4)n﹣(x+1)n的展开式的各项系数之和,bn=[]+[]+…+[]([x]表示不超过实数x的最大整数),则(t∈R)的最小值为 .
【分析】令x=1,有an=5n﹣2n,求出bn,则(t∈R)的几何意义为点(n,)到点(t,2﹣t)的距离的平方,最小值为点(1,0)与(2,1)到直线y=2﹣x的距离d的平方,然后利用点线距离公式求解即可得答案.
【解答】解:令x=1,有an=5n﹣2n,∴=n[1﹣()n],
∴[]=n﹣1,bn=[]+[]+…+[]=0+1+2+…+(n﹣1)=,
因此表示点A(n,)到直线y=2﹣x上的点的距离的平方,
因为y=与y=2﹣x的交点的横坐标x0∈(1,2)且n∈N*,又点(1,0)与(2,1)距直线y=2﹣x近,
故≥()2=.
故答案为:.
2.(•广陵区校级模拟)(1)已知(1﹣2x)2n+1的展开式中第二项与第三项的二项式系数之比为1:4,求n的值.
(2)记,n∈N*,
①求|a0|+|a1|+…+|a2n+1|;
②设,求和:1•b0+2•b1+3•b2+…+(k+1)•bk+…+(2n+2)•b2n+1.
【分析】(1)直接根据二项式的系数比即可求解n;
(2)①(1+2x)2n+1=|a0|+|a1|x+…+|a2n+1|x2n+1;令x=1即可求得结论;
②根据ak=•(﹣2)k;又,求得bk=;进而结合二项式系数的性质求解结论.
【解答】解:(1)已知(1﹣2x)2n+1的展开式中第二项与第三项的二项式系数之比为1:4,∴=;则n=4;
(2)①由题意知:(1+2x)2n+1=|a0|+|a1|x+…+|a2n+1|x2n+1;
令x=1得:|a0|+|a1|+…+|a2n+1|=32n+1;
②由题意:ak=•(﹣2)k;
又,
∴bk=;
∴(k+1)bk=(k+1)•=k+=(2n+1)+;
∴1•b0+2•b1+3•b2+…+(k+1)•bk+…+(2n+2)•b2n+1
=1•+2•+3•+…+(2n+2)•
=(++…+)+(2n+1)(++..+)
=22n+1+(2n+1)•22n
=(2n+3)•22n.
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