(课标全国版)高考数学第一轮复习讲练 第50讲 二项式定理(讲+练)原卷版+解析
展开1.在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,\r(x))-2x))9的展开式中,常数项是( )
A.Ceq \\al(3,9) B.-Ceq \\al(3,9)
C.8Ceq \\al(3,9) D.-8Ceq \\al(3,9)
2.若eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ax-\f(1,\r(x))))6展开式的常数项为60,则a值为( )
A.4 B.±4
C.2 D.±2
3.(2x+y)(x-y)5的展开式中x3y3的系数为( )
A.30 B.10
C.-30 D.-10
4.(1+x)2+(1+x)3+…+(1+x)9的展开式中x2的系数是( )
A.60 B.80
C.84 D.120
5.若(2-x)7=a0+a1(1+x)+a2(1+x)2+…+a7(1+x)7,则a0+a1+a2+…+a6的值为( )
A.1 B.2
C.129 D.2 188
6.已知(a+x2)(1+x)n的展开式中各项系数之和为192,且常数项为2,则该展开式中x4的系数为( )
A.30 B.45
C.60 D.81
7.在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,\r(x))))n的展开式中,只有第5项的二项式系数最大,则展开式中系数最小的项的系数为( )
A.-126 B.-70
C.-56 D.-28
8.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x,2)-y+2z))5的展开式中,xy3z的系数为( )
A.16 B.8
C.-1 D.-20
9.若二项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x2+\f(a,x)))7的展开式中的各项系数之和为-1,则含x2的项的系数为( )
A.560 B.-560
C.280 D.-280
10.(eq \r(3,2)+x)5的展开式中系数为有理数的各项系数之和为( )
A.1 B.20
C.21 D.31
【练提升】
1.已知(1+2x)n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.512 B.210
C.211 D.212
2.已知(2m+x)(1+x)4的展开式中x的奇数次幂项的系数之和为64,则m=( )
A.eq \f(7,4) B.eq \f(7,2)
C.4 D.7
3.在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(3,\r(x))))n的展开式中,各项系数和与二项式系数和之比为32∶1,则x2的系数为( )
A.50 B.70
C.90 D.120
4.设(2-x)5=a0+a1x+a2x2+…+a5x5,则eq \f(a2+a4,a1+a3)的值为( )
A.-eq \f(61,60) B.-eq \f(122,121)
C.-eq \f(3,4) D.-eq \f(90,121)
5.已知m为正整数,(x+y)2m展开式的二项式系数的最大值为a,(x+y)2m+1展开式的二项式系数的最大值为b.若13a=7b,则m等于( )
A.5 B.6
C.7 D.8
6.在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(a,x)))5的展开式中,x3的系数等于-5,则该展开式的各项的系数中最大值为( )
A.5 B.10
C.15 D.20
7.(eq \r(3,2)+x)5的展开式中系数为有理数的各项系数之和为( )
A.1 B.20
C.21 D.31
8.在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(a,x)))5的展开式中,x3的系数等于-5,则该展开式的各项的系数中最大值为( )
A.5 B.10
C.15 D.20
9.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(1,x)-3))5的展开式中常数项是________.
10.已知eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\r(x)+\f(1,2\r(4,x))))n的展开式中,前三项的系数成等差数列.
(1)求n;
(2)求展开式中的有理项;
(3)求展开式中系数最大的项.
第50讲 二项式定理
【练基础】
1.在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,\r(x))-2x))9的展开式中,常数项是( )
A.Ceq \\al(3,9) B.-Ceq \\al(3,9)
C.8Ceq \\al(3,9) D.-8Ceq \\al(3,9)
【答案】D
【解析】eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,\r(x))-2x))9展开式的通项公式为Tr+1=Ceq \\al(r,9)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,\r(x))))9-r(-2x)r=Ceq \\al(r,9)(-2)rxeq \f(3r-9,2),令eq \f(3r-9,2)=0,解得r=3.所以常数项是-8Ceq \\al(3,9).
2.若eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ax-\f(1,\r(x))))6展开式的常数项为60,则a值为( )
A.4 B.±4
C.2 D.±2
【答案】D
【解析】因为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ax-\f(1,\r(x))))6展开式的通项为Tk+1=Ceq \\al(k,6)a6-kx6-k(-1)kx=Ceq \\al(k,6)a6-k(-1)kx,令6-eq \f(3,2)k=0,则k=4,所以常数项为Ceq \\al(4,6)a6-4(-1)4=60,即7a2=60,所以a=±2.故选D.
3.(2x+y)(x-y)5的展开式中x3y3的系数为( )
A.30 B.10
C.-30 D.-10
【答案】D
【解析】(x-y)5的展开式中x3y2,x2y3的系数分别为Ceq \\al(2,5),-Ceq \\al(3,5),所以(2x+y)(x-y)5的展开式中x3y3的系数为Ceq \\al(2,5)-2Ceq \\al(3,5)=-10.故选D.
4.(1+x)2+(1+x)3+…+(1+x)9的展开式中x2的系数是( )
A.60 B.80
C.84 D.120
【答案】D
【解析】(1+x)2+(1+x)3+…+(1+x)9的展开式中x2的系数为Ceq \\al(2,2)+Ceq \\al(2,3)+…+Ceq \\al(2,9)=Ceq \\al(3,3)+Ceq \\al(2,3)+…+Ceq \\al(2,9)=Ceq \\al(3,10)=120.故选D.
5.若(2-x)7=a0+a1(1+x)+a2(1+x)2+…+a7(1+x)7,则a0+a1+a2+…+a6的值为( )
A.1 B.2
C.129 D.2 188
【答案】C
【解析】令x=0,则a0+a1+a2+…+a7=27.二项式(2-x)7=[3-(1+x)]7的通项Tr+1=Ceq \\al(r,7)37-r(-1)r(1+x)r,令r=7,得T8=Ceq \\al(7,7)30[-(1+x)]7=-(1+x)7.∴a7=-1,∴a0+a1+a2+…+a6=129.
6.已知(a+x2)(1+x)n的展开式中各项系数之和为192,且常数项为2,则该展开式中x4的系数为( )
A.30 B.45
C.60 D.81
【答案】B
【解析】令x=0,得a=2,所以(a+x2)(1+x)n=(2+x2)(1+x)n,令x=1,得3×2n=192,所以n=6,故该展开式中x4的系数为2Ceq \\al(4,6)+Ceq \\al(2,6)=45.故选B.
7.在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,\r(x))))n的展开式中,只有第5项的二项式系数最大,则展开式中系数最小的项的系数为( )
A.-126 B.-70
C.-56 D.-28
【答案】C
【解析】∵只有第5项的二项式系数最大,
∴n=8,eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,\r(x))))8的展开式的通项为
Tk+1=(-1)kCeq \\al(k,8)x (k=0,1,2,…,8),
∴展开式中奇数项的二项式系数与相应奇数项的系数相等,偶数项的二项式系数与相应偶数项的系数互为相反数,而展开式中第5项的二项式系数最大,因此展开式中第4项和第6项的系数相等且最小,为(-1)3Ceq \\al(3,8)=-56.
8.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x,2)-y+2z))5的展开式中,xy3z的系数为( )
A.16 B.8
C.-1 D.-20
【答案】D
【解析】因为Tr+1=Ceq \\al(r,5)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x,2)-y))5-r(2z)r,所以r=1.
因为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x,2)-y))4的展开式的通项公式为Tk+1=Ceq \\al(k,4)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x,2)))4-k·(-y)k,所以k=3,所以xy3z的系数为Ceq \\al(1,5)×2×Ceq \\al(3,4)×eq \f(1,2)×(-1)3=-20.
9.若二项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x2+\f(a,x)))7的展开式中的各项系数之和为-1,则含x2的项的系数为( )
A.560 B.-560
C.280 D.-280
【答案】A
【解析】取x=1,得二项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x2+\f(a,x)))7的展开式中的各项系数之和为(1+a)7,即 (1+a)7=-1,解得a=-2.二项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x2-\f(2,x)))7的展开式的通项为Tr+1=Ceq \\al(r,7)·(x2)7-r·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(2,x)))r= Ceq \\al(r,7)·(-2)r·x14-3r.令14-3r=2,得r=4.因此,二项式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x2-\f(2,x)))7的展开式中含x2项的系数为 Ceq \\al(4,7)·(-2)4=560,故选A.
10.(eq \r(3,2)+x)5的展开式中系数为有理数的各项系数之和为( )
A.1 B.20
C.21 D.31
【答案】C
【解析】因为(eq \r(3,2)+x)5展开式的通项为Tk+1=Ceq \\al(k,5)(eq \r(3,2))5-kxk=Ceq \\al(k,5)2xk,因此,要使系数为有理数,只需eq \f(5-k,3)为正整数,又因为0≤k≤5且k∈Z,所以k=2,5,
因此系数为有理数的项为Ceq \\al(2,5)(eq \r(3,2))3x2,x5,
故所求系数之和为20+1=21.
【练提升】
1.已知(1+2x)n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.512 B.210
C.211 D.212
【答案】A
【解析】因为(1+2x)n的展开式中第4项与第8项的二项式系数相等,所以Ceq \\al(3,n)=Ceq \\al(7,n),解得n=10,所以(1+2x)10的展开式中奇数项的二项式系数和为eq \f(1,2)×210=29=512,故选A。
2.已知(2m+x)(1+x)4的展开式中x的奇数次幂项的系数之和为64,则m=( )
A.eq \f(7,4) B.eq \f(7,2)
C.4 D.7
【答案】B
【解析】设(2m+x)(1+x)4=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,
令x=1,得(2m+1)×24=a0+a1+a2+a3+a4+a5.①
令x=-1,得0=a0-a1+a2-a3+a4-a5.②
①-②,得16(2m+1)=2(a1+a3+a5)=2×64,解得m=eq \f(7,2),故选B。
3.在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(3,\r(x))))n的展开式中,各项系数和与二项式系数和之比为32∶1,则x2的系数为( )
A.50 B.70
C.90 D.120
【答案】C
【解析】令x=1,则eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(3,\r(x))))n=4n,所以eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(3,\r(x))))n的展开式中,各项系数和为4n,又二项式系数和为2n,所以eq \f(4n,2n)=2n=32,解得n=5。二项展开式的通项Tk+1=Ceq \\al(k,5)x5-keq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,\r(x))))k=Ceq \\al(k,5)3kx5-eq \f(3,2)k,令5-eq \f(3,2)k=2,得k=2,所以x2的系数为Ceq \\al(2,5)32=90。
4.设(2-x)5=a0+a1x+a2x2+…+a5x5,则eq \f(a2+a4,a1+a3)的值为( )
A.-eq \f(61,60) B.-eq \f(122,121)
C.-eq \f(3,4) D.-eq \f(90,121)
【答案】C
【解析】由二项式定理,得a1=-Ceq \\al(1,5)·24=-80,a2=Ceq \\al(2,5)·23=80,a3=-Ceq \\al(3,5)·22=-40,a4=Ceq \\al(4,5)·2=10,所以eq \f(a2+a4,a1+a3)=-eq \f(3,4),故选C.
5.已知m为正整数,(x+y)2m展开式的二项式系数的最大值为a,(x+y)2m+1展开式的二项式系数的最大值为b.若13a=7b,则m等于( )
A.5 B.6
C.7 D.8
【答案】B
【解析】由题意可知,a=Ceq \\al(m,2m),b=Ceq \\al(m,2m+1),
∵13a=7b,∴13·eq \f(2m!,m!m!)=7·eq \f(2m+1!,m!m+1!),即eq \f(13,7)=eq \f(2m+1,m+1),解得m=6.
6.在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(a,x)))5的展开式中,x3的系数等于-5,则该展开式的各项的系数中最大值为( )
A.5 B.10
C.15 D.20
【答案】B
【解析】 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(a,x)))5的展开式的通项Tr+1=Ceq \\al(r,5)x5-req \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(a,x)))r=(-a)rCeq \\al(r,5)x5-2r,令5-2r=3,则r=1,所以-a×5=-5,即a=1,展开式中第2,4,6项的系数为负数,第1,3,5项的系数为正数,故各项的系数中最大值为Ceq \\al(2,5)=10,故选B.
7.(eq \r(3,2)+x)5的展开式中系数为有理数的各项系数之和为( )
A.1 B.20
C.21 D.31
【答案】C
【解析】因为(eq \r(3,2)+x)5展开式的通项为Tk+1=Ceq \\al(k,5)(eq \r(3,2))5-kxk=Ceq \\al(k,5)2eq \f(5-k,3)xk,因此,要使系数为有理数,只需eq \f(5-k,3)为正整数,又因为0≤k≤5且k∈Z,所以k=2,5,
因此系数为有理数的项为Ceq \\al(2,5)(eq \r(3,2))3x2,x5,
故所求系数之和为20+1=21.
8.在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(a,x)))5的展开式中,x3的系数等于-5,则该展开式的各项的系数中最大值为( )
A.5 B.10
C.15 D.20
【答案】B
【解析】eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(a,x)))5的展开式的通项Tr+1=Ceq \\al(r,5)x5-req \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(a,x)))r=(-a)rCeq \\al(r,5)x5-2r,令5-2r=3,则r=1,所以-a×5=-5,即a=1.又展开式中第2,4,6项的系数为负数,第1,3,5项的系数为正数,故各项的系数中最大值为Ceq \\al(2,5)=10,故选B.
9.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(1,x)-3))5的展开式中常数项是________.
【解析】eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(1,x)-3))5表示五个eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(1,x)-3))相乘,则展开式中的常数项由三种情况产生,第一种是从五个eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(1,x)-3))中分别抽取2x,2x,eq \f(1,x),eq \f(1,x),-3,则此时的常数项为Ceq \\al(2,5)·Ceq \\al(2,3)·22·(-3)=-360;第二种情况是从五个eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(1,x)-3))中都抽取-3,则此时的常数项为(-3)5=-243;第三种情况是从五个eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(1,x)-3))中分别抽取2x,eq \f(1,x),-3,-3,-3,则此时的常数项为Ceq \\al(1,5)·Ceq \\al(1,4)·21·(-3)3=-1 080.综上,展开式中常数项为-360-243-1 080=-1 683.
【答案】-1 683
10.已知eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\r(x)+\f(1,2\r(4,x))))n的展开式中,前三项的系数成等差数列.
(1)求n;
(2)求展开式中的有理项;
(3)求展开式中系数最大的项.
【解析】(1)由二项展开式知,前三项的系数分别为Ceq \\al(0,n),eq \f(1,2)Ceq \\al(1,n),eq \f(1,4)Ceq \\al(2,n),
由已知得2×eq \f(1,2)Ceq \\al(1,n)=Ceq \\al(0,n)+eq \f(1,4)Ceq \\al(2,n),解得n=8(n=1舍去).
(2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\r(x)+\f(1,2\r(4,x))))8的展开式的通项Tr+1=Ceq \\al(r,8)(eq \r(x))8-r·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2\r(4,x))))r=2-rCeq \\al(r,8)x(r=0,1,…,8),
要求有理项,则4-eq \f(3r,4)必为整数,即r=0,4,8,共3项,这3项分别是T1=x4,T5=eq \f(35,8)x,T9=eq \f(1,256x2).
(3)设第r+1项的系数ar+1最大,则ar+1=2-rCeq \\al(r,8),
则eq \f(ar+1,ar)=eq \f(2-rC\\al(r,8),2-r-1C\\al(r-1,8))=eq \f(9-r,2r)≥1,
eq \f(ar+1,ar+2)=eq \f(2-rC\\al(r,8),2-r+1C\\al(r+1,8))=eq \f(2r+1,8-r)≥1,解得2≤r≤3.
当r=2时,a3=2-2Ceq \\al(2,8)=7,当r=3时,a4=2-3Ceq \\al(3,8)=7,
因此,第3项和第4项的系数最大,
故系数最大的项为T3=7x,T4=7x.
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