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- 2021-06-22 发布
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第1章《计数原理》
一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.一次考试中,要求考生从试卷上的9个题目中选6个进行答题,要求至少包含前5个题目中的3个,则考生答题的不同选法的种数( )
A.40 B.74
C.84 D.200
解析: 分三类:
第一类,前5个题目的3个,后4个题目的3个,
第二类,前5个题目的4个,后4个题目的2个,
第三类,前5个题目的5个,后4个题目的1个,
由分类加法计数原理得C53C43+C54C42+C55C41=74.
答案: B
2.在24的展开式中,x的幂指数是整数的项共有( )
A.3项 B.4项
C.5项 D.6项
解析: Tr+1=C24r24-rr=C24rx12-r,所求x的幂指数是整数的项必须满足r为整数且0≤r≤24,故r=0,6,12,18,24,所求项共有5项.
答案: C
3.某次文艺汇演,要将A、B、C、D、E、F这六个不同节目编排成节目单,如下表:
序号
1
2
3
4
5
6
节目
如果A、B两个节目要相邻,且都不排在第3号位置,那么节目单上不同的排序方式有( )
A.144种 B.192种
C.96种 D.72种
解析: 第一步,将C、D、E、F全排,共有A44种排法,产生5个空,
第二步,将A、B捆绑有2种方法,
第三步,将A、B插入除2号空位和3号空位之外的空位,有C31种,所以一共有144种方法.
答案: A
4.若(2x+)4=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4,则(a0+a2+a4)2-(a1+a3)2的值为( )
A.2 B.-1
C.0 D.1
解析: (a0+a2+a4)2-(a1+a3)2=(a0+a1+a2+a3+a4)(a0-a1+a2-a3+a4)=(2+)4×(-2+)4=1.
答案: D
5.用4种不同的颜色涂入图中的矩形A、B、C、D中,要求相邻的矩形涂色不同,则不同涂法有( )
A
B
C
D
A.72种 B.48种
C.24种 D.12种
解析: 涂A共4种涂法,则B有3种涂法,C有2种涂法,D有3种涂法.
∴共有4×3×2×3=72种涂法.
答案: A
6.有两排座位,前排11个座位,后排10个座位.现安排2人就坐,规定前排中间的3个座位不能坐,并且这2人不左右相邻,那么不同排法的种数是( )
A.234 B.276
C.350 D.363
解析: 采用间接法:因为前排中间的3个座位不能坐,所以共有A182=306种不同的坐法,其中2人左右相邻的坐法有15×A22=30种不同的坐法.
∴不同排法的种数是306-30=276种.
答案: B
7.(1+3x)n(其中n∈N且n≥6)的展开式中x5与x6的系数相等,则n=( )
A.6 B.7
C.8 D.9
解析: 注意到二项式(1+3x)n的展开式的通项是Tr+1=Cnr1n-r·(3x)r=Cnr·3r·xr,于是依题意有Cn5·35=Cn6·36,
即
=3×(n≥6),
由此解得n=7.
答案: B
8.在(1+x)n的展开式中,奇数项之和为p,偶数项之和为q,则(1-x2)n等于( )
A.0 B.pq
C.p2-q2 D.p2+q2
解析: 由于(1+x)n与(1-x)n展开式中奇数项相同,偶数项互为相反数,因此(1-x)n=p-q,所以(1-x2)n=(1-x)n(1+x)n=(p+q)(p-q)=p2-q2.
答案: C
9.直线l1∥l2,l1上有4个点,l2上有6个点,以这些点为端点连成线段,他们在l1与l2之间最多的交点个数是( )
A.24 B.45
C.80 D.90
解析: 因为在直线l1和l2上分别取2个点构成四边形的个数为C42C62=90,又因为每一个四边形的对角线有1个交点,故交点的个数最多为90个.
答案: D
10.若n展开式中含项的系数与含项的系数之比为-5,则n等于( )
A.4 B.6
C.8 D.10
解析: 展开式通项为Tk+1=Cnk(2x)n-kk
=(-1)k2n-kCnk·xn-2k.
选项A中若n=4,k=4,则Tk+1=(-1)k·24-kC4kx4-2k,
当4-2k=-2时,k=3,当4-2k=-4时,k=4,则T4=(-1)3·24-3C43x-2=-8x-2,T5=(-1)420C44x-4=x-4,此时系数比不是-5.
选项B中若n=6,则Tk+1=(-1)k26-kC6kx6-2k,当6-2k=-2时,k=4,当6-2k=-4时,k=5,则T5=(-1)4·22C64x-2=60x-2,T6=(-1)521C65x-4=-12x-4,此时系数比为-5,所以B正确,同理可以验证C、D选项不正确.
答案: B
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.请把正确答案填在题中横线上)
11.设二项式6(a>0)的展开式中x3的系数为A,常数项为B,若B=4A,则a的值是________.
解析: 6展开式的通项为
Tr+1=C6rx6-rr=(-a)rC6rx6-
当r=2时,x3的系数A=(-a)2C62=15a2,
当r=4时,常数项B=(-a)4C64=15a4,
∵B=4A,得15a4=4×15a2,∵a>0,得a=2.
答案: 2
12.在由数字0,1,2,3,4,5组成的没有重复数字的四位数中,不能被5整除的数共有________个.
解析: 所有由0,1,2,3,4,5组成的4位数,共有A51·A53=300个,末尾为0的有A53=60个,末尾为5的有A41·A42=48(个).
故满足题意的数共有300-60-48=192(个).
答案: 192
13.如图是由12个小正方形组成的3×4矩形网格,一质点沿网格线从点A到点B的不同路径之中,最短路径有________条.
解析: 把质点沿网格线从点A到点B的最短路径分为七步,其中四步向右,三步向下,不同走法的区别在于哪三步向下,因此,本题的结论是:C73=35.
答案: 35
14.(x+1)3+(x-2)8=a0+a1(x-1)+a2(x-1)2+…+a8(x-1)8则a6=________.
解析: ∵(x+1)3+(x-2)8=[(x-1)+2]3+[(x-1)-1]8
∴a6(x-1)6=C82(x-1)6(-1)2=28(x-1)6
∴a6=28.
答案: 28
三、解答题(本大题共4小题,共50分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(本小题满分12分)某班有男生28名、女生20名,从该班选出学生代表参加校学代会.
(1)若学校分配给该班1名代表,则有多少种不同的选法?
(2)若学校分配给该班2名代表,且男、女生代表各1名,则有多少种不同的选法?
解析: (1)选出1名代表,可以选男生,也可以选女生,因此完成“选1名代表”这件事分2类:
第1类,从男生中选出1名代表,有28种不同方法;
第2类,从女生中选出1名代表,有20种不同方法.
根据分类加法计数原理,共有28+20=48种不同的选法.
(2)完成“选出男、女生代表各1名”这件事,可以分2步完成:
第1步,选1名男生代表,有28种不同方法;
第2步,选1名女生代表,有20种不同方法.
根据分步乘法计数原理,共有28×20=560种不同的选法.
16.(本小题满分12分)若n的第5项的二项式系数与第3项的二项式系数的比是14∶3,求展开式中的常数项.
解析: 由题意有Cn4∶Cn2=14∶3,
解得n=10(n=-5舍去)
Tr+1=C10r()10-rr
=C10rxrx-2r
=rC10rx-2r,
令-2r=0,∴r=2.
∴常数项为2C102=5.
17.(本小题满分12分)有6本不同的书,分给甲、乙、丙三个人.
(1)如果每人得两本,有多少种不同的分法?
(2)如果一个人得1本,一个人得2本,一个人得3本,有多少种不同的分法?
(3)如果把这6本书分成三堆,每堆两本有多少种不同分法?
解析: (1)假设甲先拿,则甲从6本不同的书中选取2本有C62=15种方法,不论甲取走的是哪两本书,乙再去取书时只能有C42=6种,此时剩下的两本书自然给丙,就只有C22=1种方法,由分步乘法计数原理得一共有C62·C42·C22=90种不同分法.
(2)先假设甲得1本,乙得2本,丙得3本,则有C61C52C33种方法,一共有C61C52C33A33=6×10×6=360种不同分法.
(3)把6本书分成三堆,每堆2本,与次序无关.所以一共有=15种不同分法.
18.(本小题满分14分)若(x2-3x+2)5=a0+a1x+a2x2+…+a10x10.
(1)求a2;
(2)求a1+a2+…+a10;
(3)求(a0+a2+a4+a6+a8+a10)2-(a1+a3+a5+a7+a9)2.
解析: (1)方法一:(x2-3x+2)5=(x-1)5(x-2)5,
(x-1)5展开式的通项公式为
C5r·(-1)r·x5-r(0≤r≤5);
(x-2)5展开式的通项公式为
C5s·(-2)s·x5-s(0≤s≤5),
所以(x2-3x+2)5展开式的通项公式为
C5r·C5s·(-1)r+s·2s·x10-r-s,
令r+s=8,得或或.
所以展开式中x2的系数为
C53C5525+C54C5424+C55C5323=800,即a2=800.
方法二:(x2-3x+2)5的本质是5个x2-3x+2相乘,由多项式的乘法法则,产生含x2的项有两种可能:
① 5个x2-3x+2中有一个取含x2的项,其他的取常数项,得到的系数是C51·24=80;
② 5个x2-3x+2中有两个取x的项,其他的取常数项,得到的系数是C52·(-3)2·23=720,
∴展开式中含x2的项的系数是80+720=800,
即a2=800.
(2)令f(x)=(x2-3x+2)5
=a0+a1x+a2x2+…+a10x10,
a0=f(0)=25=32,
a0+a1+a2+…+a10=f(1)=0,
∴a1+a2+…+a10=-32.
(3)(a0+a2+a4+a6+a8+a10)2-(a1+a3+a5+a7+a9)2
=(a0+a1+a2+…+a10)(a0-a1+a2-…+a10)
=f(1)·f(-1)=0.