高考数学一轮复习课时质量评价57二项式定理含答案
展开1.二项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x2+\f(1,2x)))eq \s\UP12(9)的展开式中的常数项为( )
A.eq \f(21,32) B.eq \f(21,16)
C.eq \f(63,16) D.eq \f(21,8)
B 解析:二项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x2+\f(1,2x)))eq \s\UP12(9)的展开式的通项为Tk+1=Ceq \\al(k,9)x2(9-k)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\UP12(k)x-k=Ceq \\al(k,9)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\UP12(k)x18-3k,令18-3k=0,可得k=6,所以常数项为Ceq \\al(6,9)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\UP12(6)x0=eq \f(21,16).故选B.
2.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,x)-x))eq \s\UP12(n)展开式中的各二项式系数之和为1 024,则x4的系数是 ( )
A.-210 B.-960
C.960 D.210
B 解析:由已知得2n=1 024,所以n=10,
所以展开式的通项为Tk+1=Ceq \\al(k,10)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,x)))eq \s\UP12(10-k)(-x)k=Ceq \\al(k,10)(-1)k210-kx2k-10,
令2k-10=4,k=7,所以x4的系数是Ceq \\al(7,10)(-1)7210-7=-960.
3.已知(2-x)2 021=a0+a1(x+1)+a2(x+1)2+…+a2 021·(x+1)2 021,则eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(a0))+eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(a1))+eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(a2))+…+eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(a2 021))=( )
A.24 042 B.1
C.22 021 D.0
A 解析:令t=x+1,可得x=t-1,则[2-(t-1)]2 021=(3-t)2 021=a0+a1t+a2t2+…+a2 021t2 021,
二项式(3-t)2 021的展开式通项为Tk+1=Ceq \\al(k,2 021)·32 021-k·(-t)k,则ak=Ceq \\al(k,2 021)·32 021-k·(-1)k.
当k为奇数时,ak<0,当k为偶数时,ak>0.
因此,eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(a0))+eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(a1))+eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(a2))+…+eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(a2 021))=a0-a1+a2-…-a2 021=(3+1)2 021=24 042.故选A.
4.已知(2x2+1)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a,x2)-1))eq \s\UP12(5)的展开式中各项系数之和为0,则该展开式的常数项是( )
A.-10 B.-7
C.9 D.10
C 解析:(2x2+1)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a,x2)-1))eq \s\UP12(5)的展开式中各项系数之和为0.
令x=1得3(a-1)5=0,解得a=1.
(2x2+1)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a,x2)-1))eq \s\UP12(5)=(2x2+1)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x2)-1))eq \s\UP12(5).
则eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x2)-1))eq \s\UP12(5)展开式的通项为Tk+1=Ceq \\al(k,5)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x2)))eq \s\UP12(5-k) (-1)k=(-1)kCeq \\al(k,5) x2k-10,
则(2x2+1)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a,x2)-1))eq \s\UP12(5)=(2x2+1)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x2)-1))eq \s\UP12(5)展开式的常数项满足2k-10=-2或2k-10=0.
解得k=4或k=5,
则该展开式的常数项是2×(-1)4Ceq \\al(4,5)+(-1)5Ceq \\al(5,5)=9.故选C.
5.(多选题)关于多项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(2,x)-x))eq \s\UP12(6)的展开式,则下列结论正确的是( )
A.各项系数之和为1
B.各项系数的绝对值之和为212
C.存在常数项
D.x3的系数为40
BCD 解析:令x=1可得,各项系数之和为26,故A错误.
多项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(2,x)-x))eq \s\UP12(6)的展开式的各项系数的绝对值之和与多项式的eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(2,x)+x))eq \s\UP12(6)展开式各项系数之和相等,故令x=1,得各项系数的绝对值之和为212,故B正确.
由eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(2,x)-x))eq \s\UP12(6)=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(1+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,x)-x))))eq \s\UP12(6),易知该多项式的展开式中一定存在常数项,故C正确.
由题中的多项式可知,若出现x3,可能的组合只有eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,x)))eq \s\UP12(0)·(-x)3和eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,x)))eq \s\UP12(1)·(-x)4,结合排列组合的性质可得x3的系数为Ceq \\al(3,6)×13×Ceq \\al(3,3)×20×(-1)3+Ceq \\al(5,6)×11×Ceq \\al(4,5)×21×(-1)4=40,故D正确.
故选BCD.
6.(多选题)已知eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(1,\r(x))))eq \s\UP12(n)的二项展开式中二项式系数之和为64,则下列结论正确的是( )
A.二项展开式中无常数项
B.二项展开式中第3项为240x3
C.二项展开式中各项系数之和为36
D.二项展开式中二项式系数最大的项为160x2
BC 解析:因为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(1,\r(x))))eq \s\UP12(n)的二项展开式中二项式系数之和为64,
所以2n=64,得n=6,
所以二项式的通项为Tk+1=Ceq \\al(k,6)(2x)6-keq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,\r(x))))eq \s\UP12(k)=26-k·Ceq \\al(k,6)·xeq \s\UP12(6-eq \f(3,2)k).
对于A,令6-eq \f(3,2)k=0,得k=4,所以二项式展开式的第5项为常数项,所以A错误.
对于B,令k=2,则T3=24·Ceq \\al(2,6)·x3=240x3,所以B正确.
对于C, 令x=1,则二项展开式中各项系数之和为(2+1)6=36,所以C正确.
对于D,因为二项式展开式中共有7项,所以第4项的二项式的系数最大为T4=23·Ceq \\al(3,6)·xeq \s\UP12(6-eq \f(3,2))×3=160xeq \s\UP12(eq \f(3,2)),所以D错误.
7.(2022·揭阳模拟)记(1-x)6=a0+a1(1+x)+a2(1+x)2+a3(1+x)3+a4(1+x)4+a5(1+x)5+a6(1+x)6,则a4=________.
60 解析:(1-x)6=(-1+x)6=[-2+(1+x)]6,展开式的通项为Tk+1=Ceq \\al(k,6)(-2)6-k(1+x)k ,令k=4 即可,a4=Ceq \\al(4,6)(-2)2=4Ceq \\al(2,6)=60.
8.已知eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(m,x2)-4+x2))eq \s\UP12(5)的展开式中所有项的系数和为1,则x4的系数为________.
-960 解析:令x=1,则(m-3)5=1,解得m=4,所以eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(m,x2)-4+x2))eq \s\UP12(5)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4,x2)-4+x2))eq \s\UP12(5),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4,x2)-4+x2))eq \s\UP12(5)展开式的通项为Ceq \\al(k,5)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4,x2)-4))eq \s\UP12(5-k) (x2)k.
因为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4,x2)-4))eq \s\up12(5-k)展开式的通项为Ceq \\al(r,5-k)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4,x2)))eq \s\UP12(5-r-k)·(-4)r,
所以当r=1,k=3时,展开式中的项为-320x4;当r=3,k=2时,展开式中的项为-640x4;
所以x4的系数为-320-640=-960.故答案为-960.
9.已知二项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x\r(x)-\f(1,\r(3,x))))eq \s\UP12(n)的展开式的二项式系数和为64,则展开式中的有理项系数和为________.
65 解析:因为展开式的二项式系数和为64,
所以2n=64,所以n=6.
所以Tk+1=Ceq \\al(k,6)(2xeq \r(x))6-keq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,\r(3,x))))eq \s\UP12(k)=(-1)kCeq \\al(k,6)·26-kxeq \s\UP12(9-eq \f(11,6)k),
当k=0时,T1=(-1)0Ceq \\al(0,6)26x9=64x9;
当k=6时,T7=(-1)6Ceq \\al(6,6)20x-2=x-2.
所以展开式中的有理项系数和为64+1=65.
10.已知二项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x2+\f(1,\r(x))))n(n∈N*)展开式中,前三项的二项式系数和是56.
(1)求n的值;
(2)求展开式中的常数项.
解:(1)因为前三项的二项式系数和是56,
所以Ceq \\al(0,n)+Ceq \\al(1,n)+Ceq \\al(2,n)=56,即1+n+eq \f(n(n-1),2)=56,
整理可得n2+n-110=0,解得n=10或n=-11(舍去).
(2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x2+\f(1,\r(x))))eq \s\UP12(10)展开式的通项为Tk+1=Ceq \\al(k,10)210-k·x2(10-k)x-eq \f(1,2)k=Ceq \\al(k,10)210-kxeq \s\UP12(20-eq \f(5,2)k),
令20-eq \f(5,2)k=0可得k=8,
所以展开式中常数项为Ceq \\al(8,10)210-8=45×4=180.
11.(2021·赣州一中期末)已知eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(1,2)))eq \s\UP12(n)的展开式中前3项的系数成等差数列,设eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(1,2)))eq \s\UP12(n)=a0+a1x+a2x2+…+anxn.
(1)求a0的值;
(2)求系数最大的项.
解:(1)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(1,2)))eq \s\UP12(n)展开式的通项为Tk+1=Ceq \\al(k,n)xn-keq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\UP12(k).
因为展开式中前3项的系数成等差数列,
所以2Ceq \\al(1,n)·eq \f(1,2)=Ceq \\al(0,n)+Ceq \\al(2,n)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\UP12(2),得n2-9n+8=0,解得n=8或n=1(舍去),
所以eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(1,2)))eq \s\UP12(n)=a0+a1x+a2x2+…+anxn即为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(1,2)))eq \s\UP12(8)=a0+a1x+a2x2+…+a8x8,
令x=0,则a0=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\UP12(8)=eq \f(1,256).
(2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(1,2)))eq \s\UP12(8)展开式的通项为Tk+1=Ceq \\al(k,8)x8-keq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\UP12(k),
设第k+1项的系数最大,则
因为k∈N,所以k=2或k=3,所以第3项或第4项的系数最大,
所以系数最大的项为7x5或7x6.
B组 新高考培优练
12.若(x-a)(1+2x)5的展开式中x3的系数为20,则a=( )
A.-eq \f(1,4) B.eq \f(1,4)
C.-eq \f(1,2) D.eq \f(1,2)
B 解析:(x-a)(1+2x)5=x(1+2x)5-a(1+2x)5,
x(1+2x)5展开式的通项为Ar+1=xCeq \\al(r,5)·(2x)r=Ceq \\al(r,5)·2r·xr+1,
a(1+2x)5的展开式通项为Bk+1=aCeq \\al(k,5)·(2x)k=a·2kCeq \\al(k,5)·xk,
所以(x-a)(1+2x)5的展开式通项为Tr+1,k+1=Ceq \\al(r,5)·2r·xr+1-a·2kCeq \\al(k,5)·xk.
由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(r+1=3,,k=3,))可得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(r=2,,k=3,))由题意可得Ceq \\al(2,5)·22-a·23·Ceq \\al(3,5)=40-80a=20,解得a=eq \f(1,4).故选B.
13.(多选题)(2022·南通模拟)若(x+3)8=a0+a1(x+1)+a2(x+1)2+…+a8(x+1)8,x∈R,则下列结论中正确的有( )
A.a0=28
B.a3=8Ceq \\al(3,10)
C.a1+a2+…+a8=38
D.(a0+a2+a4+a6+a8)2-(a1+a3+a5+a7)2=38
AD 解析:(x+3)8=[2+(x+1)]8=28+27Ceq \\al(1,8)(x+1)+26Ceq \\al(2,8)(x+1)2+25Ceq \\al(3,8)(x+1)3+…+(x+1)8.
对于A,令x=-1,则(-1+3)8=28=a0,故A正确.
对于B,a3=25Ceq \\al(3,8)=1 792,而8Ceq \\al(3,10)=960,故B错误.
对于C,令x=0,则38=a0+a1+a2+…+a8,于是a1+a2+…+a8=38-a0=38-28,故C错误.
对于D,令x=-2,则1=a0-a1+a2-…+a8.因为a0+a1+a2+…+a8=38,所以(a0+a2+a4+a6+a8)2-(a1+a3+a5+a7)2=(a0+a1+a2+…+a8)(a0-a1+a2-…+a8)=38,故D正确.故选AD.
14.(x3-2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(1,\r(x))))eq \s\UP12(6)的展开式中,x6的系数为 .
13 解析:对于式子x3eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(1,\r(x))))eq \s\UP12(6),取eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(1,\r(x))))eq \s\UP12(6)的二项展开式中的含x3的项,
此项为Ceq \\al(2,6)x4eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,\r(x))))eq \s\UP12(2)=15x3,对于式子2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(1,\r(x))))eq \s\UP12(6)取eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(1,\r(x))))eq \s\UP12(6)的二项展开式中含x6的项,此项为Ceq \\al(0,6)x6eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,\r(x))))eq \s\UP12(0)=x6,所以含x6的项为x3·15x3-2x6=13x6,所以x6的系数为13.
15.在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(2,x2)))eq \s\UP12(n)的展开式中,所有项的二项式系数和为64,则常数项为________.
60 解析:因为所有项的二项式系数和为64,
所以2n=64,n=6,Tk+1=Ceq \\al(k,6)·xk·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(2,x2)))eq \s\UP12(6-k)=Ceq \\al(k,6)·(-2)6-k·x3k-12,
令3k-12=0,则k=4,常数项为T5=Ceq \\al(4,6)×(-2)2=60.
16.已知(ax+1)(1-2x)5=a0+a1(x-1)+a2(x-1)2+…+a6(x-1)6的展开式中,若a0=2,则a=_________,a5=________.
-3 304 解析:令x=1得(a+1)(1-2)5=a0=2,解得a=-3,
所以(-3x+1)(1-2x)5=2+a1(x-1)+a2(x-1)2+…+a6(x-1)6,
a6是(-3x+1)(1-2x)5的展开式中x6的系数,即a6=-3×Ceq \\al(5,5)(-2)5=96.
(-3x+1)(1-2x)5的展开式中,x5的系数为-3×Ceq \\al(4,5)(-2)4+1×Ceq \\al(5,5)(-2)5=-240-32=-272,
所以a5+a6·Ceq \\al(1,6)·(-1)=-272,a5=-272+96×6=304.
17.已知f(x)=(2x+1)n展开式的二项式系数和为128,且(1+2x)n=a0+a1(x+1)+a2(x+1)2+…+an(x+1)n.
(1)求a2的值;
(2)求a1+a2+a3+…+an的值.
解:(1)由f(x)=(1+2x)n展开式的二项式系数和为128,
可得2n=128=27,即n=7.
由(1+2x)7=[2(x+1)-1]7=Ceq \\al(0,7)[2(x+1)]7+Ceq \\al(1,7)[2(x+1)]6(-1)1+…+Ceq \\al(6,7)[2(x+1)](-1)6+Ceq \\al(7,7)(-1)7,
得a2=Ceq \\al(5,7)(-1)522=-84.
(2)令x+1=0,得a0=-1,
令x+1=1,得a0+a1+a2+…+a7=1,
所以a1+a2+…+a7=2.
18.(2022·大庆第一中学高三月考)在二项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\r(6,x)+\f(1,\r(3,x))))eq \s\UP12(n)的展开式中,二项式系数最大的项是第4项.
(1)求n的值;
(2)求展开式的所有有理项系数的和.
解:(1)因为二项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\r(6,x)+\f(1,\r(3,x))))eq \s\UP12(n)的展开式中第4项的二项式系数最大,
所以eq \f(n,2)+1=4.所以n=6.
(2)二项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\r(6,x)+\f(1,\r(3,x))))eq \s\UP12(6)的展开式的通项为
Tk+1=Ceq \\al(k,6)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\r(6,x)))eq \s\UP12(6-k) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,\r(3,x))))eq \s\UP12(k)=Ceq \\al(k,6)xeq \s\UP12(eq \f(6-k,6)-eq \f(k,3))=Ceq \\al(k,6)xeq \s\UP12(eq \f(6-3k,6)) (k=0,1,2,3,4,5,6).
当k=0,2,4,6时,x的次数为整数,从而该项为有理项.
于是展开式的有理项共有四项,分别为第1项,第3项,第5项,第7项.
所以展开式的所有有理项系数之和为Ceq \\al(0,6)+Ceq \\al(2,6)+Ceq \\al(4,6)+Ceq \\al(6,6)=26-1=32(或Ceq \\al(0,6)+Ceq \\al(2,6)+Ceq \\al(4,6)+Ceq \\al(6,6)=1+15+15+1=32).
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