- 计数原理
- 共11505题
已知(+
)n的展开式中,第5项的系数与第3项的系数之比是56:3,求展开式中的常数项.
正确答案
展开式的通项为Tk+1=•(
x
)n-k•(
2
x2
)k=•2k•xn-5k2
第5项的系数为•24,第3项的系数为
•22
由已知,得出•24:
•22=56:3,解得n=10
所以通项公式Tk+1=(
x
)10-k(
2
x2
)k=2kx5-52k,
当k=2时,取到常数项 即T3=180.
已知集合M={1,2,3,…,n}(n∈N*),若集合,且对任意的b∈M,存在ai,aj∈A(1≤i≤j≤m),使得b=λ1ai+λ2aj(其中λ1,λ2∈{﹣1,0,1}),则称集合A为集合M的一个m元基底.
(Ⅰ)分别判断下列集合A是否为集合M的一个二元基底,并说明理由;
①A={1,5}M={1,2,3,4,5};
②A={2,3},M={1,2,3,4,5,6}.
(Ⅱ)若集合A是集合M的一个m元基底,证明:m(m+1)≥n;
(III)若集合A为集合M={1,2,3,…,19}的一个m元基底,求出m的最小可能值,并写出当m取最小值时M的一个基底A.
正确答案
解:(Ⅰ)①A={1,5}不是M={1,2,3,4,5}的一个二元基底.
理由是3≠λ1×1+λ2×5;
②A={2,3}是M={1,2,3,4,5}的一个二元基底.
理由是 1=﹣1×2+1×3,2=1×2+0×3,3=0×2+1×3,
4=1×2+1×2,5=1×2+1×3,6=1×3+1×3.
(Ⅱ)不妨设a1<a2<a3<…<am,则形如1×ai+0×aj(1≤i≤j≤m)的正整数共有m个;
形如1×ai+1×ai(1≤i≤m)的正整数共有m个;
形如1×ai+1×aj(1≤i≤j≤m)的正整数至多有 个;
形如﹣1×ai+1×aj(1≤i≤j≤m)的正整数至多有 个.
又集合M={1,2,3,…,n}(n∈N*),
含n个不同的正整数,A为集合M的一个m元基底.
故m+m+ +
≥n,即m(m+1)≥n
(Ⅲ)由(Ⅱ)可知m(m+1)≥19,所以m≥4.
当m=4时,m(m+1)﹣19=1,
即用基底中元素表示出的数最多重复一个…*
假设A=a1,a2,a3,,a4为M={1,2,3,…,19}的一个4元基底,
不妨设a1<a2<a3<a4,则a4≥10.
当a4=10时,有a3=9,这时a2=8或7.
如果a2=8,则由1=10﹣9,1=9﹣8,18=9+9,18=10+8,这与结论*矛盾.
如果a2=7,则a1=6或5.
易知A={6,7,9,10}和A={5,7,9,10}都不是M={1,2,3,…,19}的4元基底,矛盾.当a4=11时,有a3=8,这时a2=7,a1=6,
易知A={6,7,8,11}不是M={1,2,3,…,19}的4元基底,矛盾.
当a4=12时,有a3=7,这时a2=6,a1=5,
易知A={5,6,7,12}不是M={1,2,3,…,19}的4元基底,矛盾.
当a4=13时,有a3=6,a2=5,a1=4,
易知A={4,5,6,13}不是M={1,2,3,…,19}的4元基底,矛盾.
当a4=14时,有a3=5,a2=4,a1=3,
易知A={3,4,5,14}不是M={1,2,3,…,19}的4元基底,矛盾.
当a4=15时,有a3=4,a2=3,a1=2,
易知A={2,3,4,15}不是M={1,2,3,…,19}的4元基底,矛盾.
当a4=16时,有a3=3,a2=2,a1=1,
易知A={1,2,3,16}不是M={1,2,3,…,19}的4元基底,矛盾.
当a4≥17时,A均不可能是M的4元基底.
当m=5时,M的一个基底A={1,3,5,9,16}.
综上所述,m的最小可能值为5.
(1) 求n;
(2) 求展开式中含x6的项;
(3) 求展开式系数最大的项。
正确答案
解:(1)由题意,知,
∴2n=32, 解得:n=5。
(2),
令,
∴r=2,
∴所以展开式中含x6的项为。
(3)设第r+1项的系数为tr+1最大,则,
∴,
。
已知(1﹣2x)7=a0+a1x+a2x2+…+a7x7
(1)求a7;
(2)a0+a2+a4+a6.
正确答案
解:(1)∵a7是展开式中,T7+1的系数,∴a7=(﹣1)7C7727=﹣128;
(2)令x=1,得a0﹣a1+a2﹣a3+…+a6﹣a7=﹣1
令x=﹣1,得a0+a1+a2+a3+…+a6+a7=37两式相加:a0+a2+a4+a6=1093.
已知(+x2)2n的展开式的二项式系数和比(3x-1)n的展开式的二项式系数和大992,求(2x-
)2n的展开式中:
(1)二项式系数最大的项;
(2)系数的绝对值最大的项。
正确答案
解:根据二项式系数的性质,列方程求解n,系数绝对值最大问题需要列不等式组求解
由题意知,22n-2n=992,
即(2n-32)(2n+31)=0,
∴2n=32,解得n=5。
(1)由二项式系数的性质知,的展开式中第6项的二项式系数最大
即T6==-8064。
(2)设第r+1项的系数的绝对值最大
∵Tr+1
∴
得,即
解得
∵r∈Z,∴r=3
故系数的绝对值最大的项是第4项。
已知的展开式中第3项的系数与第5项的系数之比为
。
(1)求n的值;
(2)求展开式中的常数项.
正确答案
解:(1)由题设,得,则
n2﹣5n﹣50=0
n=10或n=﹣5(舍)
(2)=
当
即当r=8时为常数项
.
(1)已知(x
x
+
2
3x
)n展开式中前3项系数的和为129,这个展开式中是否含有常数项和一次项?如果没有,请说明理由;如有,请求出来.
(2)设an=1+q+q2+…+qn-1(n∈N*,q≠±1),An=a1+
a2+…+
an
①用q和n表示An;
②求证:当q充分接近于1时,充分接近于
.
正确答案
(1)二项式(x
x
+
2
3x
)n的展开式的通项公式为 Tr+1=•x3(n-r)2•2r•x-r3=2r •
•x9n-11r6,
展开式中前3项系数的和为 20 •+21 •
+22 •
=129,解得n=8.
故通项公式为 Tr+1=2r ••x72-11r6,令
=0,自然数r无解,故展开式中没有常数项.
令 =1,解得自然数r=6,故有一次项,且一次项为1792x.
(2)①因为q≠1,所以,an=1+q+q2+…+qn-1=.
于是,An=+
+…+
Cnn =
[(Cn1+Cn2+…+Cnn)-(Cn1q+Cn2q2+…+Cnnqn)]
={(2n-1)-[(1+q)n-1]}=
[2n-(1+q)n].
②∵An=[2n-(1+q)n],∴
=
[1-(1-
)n],
当q充分接近于1时,接近于0,由二项式定理知(1-
)n充分接近于1-n(
),
所以[1-(1-
1-q
2
)n]充分接近n(),故
[1-(1-
1-q
2
)n]充分接近,命题得证.
已知:(x+1)n=a0+a1(x-1)+a2(x-1)2+a3(x-1)3+…+an(x-1)n(n≥2,n∈N*),
(1)当n=5时,求a0+a1+a2+a3+a4+a5的值;
(2)设,Tn=b2+b3+b4+…+bn,试用数学归纳法证明:当n≥2时,
。
正确答案
解:(1)当n=5时,原等式变为(x+1)5=a0+a1(x-1)+a2(x-1)2+a3(x-1)3+a4(x-1)4+a5(x-1)5,
令x=2 得a0+a1+a2+a3+a4+a5=35=243。
(2)因为(x+1)n=[2+(x-1)]n,
所以,
,
①当n=2时,左边=T2=b2-2,
右边2,
左边=右边,等式成立;
②假设当n=k(k≥2,k∈N*)时,等式成立,
即Tk,
那么,当n=k+1时,
左边
右边,
故当n=k+1时,等式成立;
综上①②,当n≥2时,。
在(1+x)n的展开式中,已知第3项与第5项的系数相等,
(1)求展开式中的系数最大的项和系数最小的项;
(2)求(x2+x-2)n展开式中含x2项的系数.
正确答案
解:由已知得,
(1)的通项
,
当r=3时,展开式中的系数最小,即为展开式中的系数最小的项;
当r=2或4时,展开式中的系数最大,即为展开式中的系数最大的项。
(2)展开式中含x2项的系数为
.
已知=56
,且(1-2x)n=a0+a1x+a2x2+a3x3+…+anxn.
(1)求n的值;
(2)求a1+a2+a3+…+an的值;
(3)求展开式中系数绝对值最大的项是第几项.
正确答案
(1)∵已知=56
,∴n(n-1)(n-2)(n-3)(n-4)=56•
,
即(n-5)(n-6)=90,解之得:n=15或n=-4(舍去),∴n=15.
(2)(Ⅱ)当n=15时,由已知有(1-2x)15=a0+a1x+a2x2+a3x3+…+a15x15,
令x=1得:a0+a1+a2+a3+…+a15=-1,再令x=0得:a0=1,∴a1+a2+a3+…+a15=-2.
(3)展开式的通项公式为 Tr+1= •(-2x) r,故展开式中第r+1项的系数绝对值为 2r•
.
由 解得
≤r≤
,
∴r=10,故展开式中系数绝对值最大的项是第11项.
已知二项式(n∈N
)的展开式中第5项的系数与第3项的系数的比是56:3 .
(1)求的值;
(2)求展开式中的常数项
正确答案
(1 ) (2)180
若(x2-)9(a∈R)的展开式中x9的系数是
。
(1)求展开式中的常数项;
(2)求的值.
正确答案
解:
(1),
∵18-3=9,∴=3,
∵,∴=2
因此展开式中的常数项为T7=。
(2)=
在二项式的展开式中,前三项系数的绝对值成等差数列:
(1)求n的值及展开式的常数项;
(2)求展开式中二项式系数最大的项;
(3)求展开式中各项的系数和。
正确答案
解:展开式的通项为:
由已知得成等差数列,于是可得:
或
(舍去)
(1);
(2)第五项是二项式系数最大的项;
(3)令x=1,各项系数和为:。
已知fn(x)=(1+x)n.
(1)若f2011(x)=a0+a1x+…+a2011x2011,求a1+a3+…+a2009+a2011的值;
(2)若g(x)=f6(x)+2f7(x)+3f8(x),求g(x)中含x6项的系数.
正确答案
(1)∵fn(x)=(1+x)n,
∴f2011(x)=(1+x)2011,
又f2011(x)=a0+a1x+…+a2011x2011,
∴f2011(1)=a0+a1+…+a2011=22011,①
f2011(-1)=a0-a1+…+a2010-a2011=0,②
①-②得:2(a1+a3+…+a2009+a2011)=22011,
∴a1+a3+…+a2009+a2011=22010.
(2)∵g(x)=f6(x)+2f7(x)+3f8(x),
∴g(x)=(1+x)6+2(1+x)7+3(1+x)8
∴g(x)中含x6项的系数为1+2×+3
=99.
在(1+x)n的展开式中,已知第3项与第5项的系数相等.
(1)求(x2-)n展开式中的系数最大的项和系数最小的项;
(2)求(x2+x-2)n展开式中含x2项的系数.
正确答案
由已知得=
,即
=
,解得n=6 …(3分)
(1)∵(x2-
1
x
)6的通项Tr+1=(x2)6-r(-
1
x
)r=(-1)rx12-3r,
∴当r=3时,展开式中的系数最小,即T4=-20x3为展开式中的系数最小的项;
当r=2或r=4时,展开式中的系数最大,即T3=15x6,T5=15为展开式中的系数最大的项 …(9分)
(2)∵(x2+x-2)6=(x2+x-2)•(x2+x-2)•…•(x2+x-2)(6个括号相乘),
要出现x2项,有两类:
一类是6个括号中有一个括号提供x2项,另5个括号均提供-2,共有×(-2)5=-192个;
另一类是6个括号中有二个括号提供x项,另4个括号均提供-2,共有×12×(-2)4=240个;
∴(x2+x-2)6展开式中含x2项的系数为×(-2)5+
×12×(-2)4=-192+240=48.…(15分)
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