高考数学【理科】真题分类详细解析版专题11 排列组合、二项式定理(解析版)

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高考数学【理科】真题分类详细解析版专题11 排列组合、二项式定理(解析版)

‎【2013高考真题】‎ ‎(2013·新课标I理)9、设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= ( )‎ A、5 B、‎6‎ C、7 D、8‎ ‎【答案】B;‎ ‎【解析】,,因为,解得m=6.‎ ‎【学科网考点定位】本题考查二项式定理的应用以及组合数的计算,考查学生的基本运算能力.‎ ‎(2013·新课标Ⅱ理)(5)已知(1+x)(1+x)5的展开式中x2的系数为5,则=‎ ‎(A)-4 (B)-3 (C)-2 (D)-1‎ ‎【答案】D ‎【解析】由题意知:,解得,故选D.‎ ‎【学科网考点定位】本小题主要考查二项展开式,二项式定理在高考中主要以小题的形式考查,属容易题,熟练基础知识是解答好本类题目的关键.‎ ‎(2013·浙江理)14、将六个字母排成一排,且均在的同侧,则不同的排法共有________种(用数字作答)‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】此题中的和都是特殊元素,要对特殊的位置和特殊元素首先考虑,在以共有,所以填;‎ ‎【学科网考点定位】此题考查排列组合知识点和排列数的计算公式,此题采用特殊元素首先考虑的方法解决,注意相邻问题的捆绑法、不相邻问题的插空法等常见方法的应用;‎ ‎(2013·浙江理)11、设二项式的展开式中常数项为,则________。‎ ‎【答案】-10‎ ‎【解析】此题利用公式进行化简后,让的指数为零,即可求出,(2013·天津理)10. 的二项展开式中的常数项为 .‎ ‎【答案】15‎ ‎【解析】由二项展开式可得,=,令解得:,所以二项展开式中的常数项为=15.‎ ‎【学科网考点定位】本小题主要考查二项展开式,求二项展开式中特定项是二项展开式中重点内容之一,要熟练掌握.‎ ‎(2013·上海理)5.设常数,若的二项展开式中项的系数为,则 ‎【答案】-2‎ ‎【解析】,故.‎ ‎【学科网考点定位】考查二项式展开式的通项及系数,属容易题。‎ ‎(2013·陕西理)8. 设函数 , 则当x>0时, 表达式的展开式中常数项为 ( )‎ ‎ (A) -20 (B) 20 (C) -15 (D) 15‎ ‎【答案】A ‎【解析】,所以. 准确运用二项式定理是解题关键。‎ ‎【学科网考点定位】本题考查分段函数和二项式定理。属于中档题。‎ ‎(2013·山东理)10.用十个数字,可以组成有重复数字的三位数的个数为 A. B. C. D.‎ ‎【答案】B ‎【解析】先计算能形成三位数的个数再计算形成没有重复数字的三位数的(2013·大纲理)14. 6个人排成一行,其中甲、乙两人不相邻的不同排法共有 种.(用数字作答)‎ ‎【答案】480‎ ‎【解析】先排除甲、乙外的4人,方法有种,再将甲、乙插入这4人形成的5个间隔中,有种排法,因此甲、乙不相邻的不同排法有(种).‎ ‎【学科网考点定位】排列 ‎(2013·福建理)5.满足,且关于的方程有实数解的有序数对的个数为( )‎ A. 14 B. 13 C. 12 D. 10 ‎ ‎【答案】B ‎【解析】此方程有根即,有序数对所有取法为种,其中不满足的只有三种,所以满足题意的为16-3=13种.‎ ‎【学科网考点定位】本题结合了二次方程根的判断与简单的排列组合,但要注意为有序数对,本解法采用了间接法,此题也可用直接法一一列出。属于简单题。‎ ‎(2013·北京理)12.将序号分别为1,2,3,4,5的5张参观券全部分给4人,每人至少一张,如果分给同一人的两张参观券连号,那么不同的分法种数是 .‎ ‎【答案】96‎ ‎(2013·辽宁理)(7)使得 A. B. C. D. ‎ ‎ 【答案】B ‎【解析】二项式展开式的通项公式为:,若展开式中有常数项,则,解得 ‎,当r取2时,n的最小值为5,故选B ‎【学科网考点定位】本题考查二项式定理的应用。‎ ‎(2013·江西理)5.展开式中的常数项为( )‎ A.80 B.-80 ‎ ‎ C.40 D.-40‎ ‎【答案】C ‎【解析】选C.‎ ‎【学科网考点定位】本题主要考查二项式定理、二项展开式的应用.‎ ‎(2013·大纲理)7. 的展开式中的系数是( )‎ A.56 B.‎84 ‎‎ C.112 D.168‎ ‎【答案】D ‎【解析】因为的展开式中的系数为,的展开式中的系数为,所以的系数为.故选D.‎ ‎【学科网考点定位】二项式定理 ‎(2013·安徽理)(11)若的展开式中的系数为7,则实数_________。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】通项 当时,‎ ‎【学科网考点定位】二项式中参数的考察 ‎(2013·湖南理)18.(本小题满分12分)‎ 某人在如图4所示的直角边长为‎4米的三角形地块的每个格点(指纵、横的交叉点记忆三角形的顶点)处都种了一株相同品种的作物。根据历年的种植经验,一株该种作物的年收获量Y(单位:kg)与它的“相近”作物株数X之间的关系如下表所示:‎ X ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ Y ‎51‎ ‎48‎ ‎45‎ ‎42‎ 这里,两株作物“相近”是指它们之间的直线距离不超过‎1米。‎ ‎(I)从三角形地块的内部和边界上分别随机选取一株作物,求它们恰好“相近”的概率;‎ ‎(II)从所种作物中随机选取一株,求它的年收获量的分布列与数学期望。‎ ‎【答案】(1)所种植物的总数为15,其中三角形内部有3株, 边界上有12株;从三角形内部和边界上分别随机选取一株不同结果有,满足条件的有3+3+2=8;故 从三角形地块的内部和边界上分别随机选取一株作物,求它们恰好“相近”的概率为;‎ 所求分布列为 X ‎51‎ ‎48‎ ‎45‎ ‎43‎ P 故所求期望 ‎【解析】(1)利用排列组合的原理进行计算;(2)根据 ‎“”进行转化,列出分布列,求出期望.‎ ‎【学科网考点定位】本题考查排列组合知识、离散型随机变量的分布列以及期望,考查学生的逻辑推理能力.‎ ‎(2013·陕西理)19. (本小题满分12分) 在一场娱乐晚会上, 有5位民间歌手(1至5号)登台演唱, 由现场数百名观众投票选出最受欢迎歌手. 各位观众须彼此独立地在选票上选3名选手, 其中观众甲是1号歌手的歌迷, 他必选1号, 不选2号, 另在3至5号中随机选2名. 观众乙和丙对5位歌手的演唱没有偏爱, 因此在1至5号中随机选3名歌手. ‎ ‎ (Ⅰ) 求观众甲选中3号歌手且观众乙未选中3号歌手的概率; ‎ ‎ (Ⅱ) X表示3号歌手得到观众甲、乙、丙的票数之和, 求X的分布列和数学期望. ‎ ‎【解析】本题考查涉及排列组合、概率、随机变量分布列和期望问题,(Ⅰ)问中考查了“观众甲选中3号歌手且观众乙未选中3号歌手”互斥事件同时发生的概率,也可以利用树形图解决。(Ⅱ)‎ 问中要注意分布列性质运用,验证概率总合是否为1。此类问题在高考中属于常考重点题型,必须熟练掌握。‎ ‎,,‎ ‎,.‎ 则X的分布列如下:‎ X ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ P ‎。‎ ‎【学科网考点定位】本题考查排列组合、概率、随机变量分布列和期望问题。属于中档题。‎ ‎【2012高考真题】‎ ‎(2012·山东卷)现有16张不同的卡片,其中红色、黄色、蓝色、绿色卡片各4张.从中任取3张,要求这3张卡片不能是同一种颜色,且红色卡片至多1张,不同取法的种数为(  )‎ A.232 B.252‎ C.472 D.484‎ ‎【答案】C ‎ ‎【解析】本题考查排列、组合,考查运算求解能力,应用意识,中档题.‎ 法一:(排除法)先从16张卡片选3张,然后排除所取三张同色与红色的为2张的情况,‎ C-‎4C-CC=560-88=472.‎ 法二:有红色卡片的取法有CCCC+CCC,不含红色卡片的取法有CCC+CCC,总共不同取法有CCCC+CCC+CCC+CCC=472.‎ ‎(2012·陕西卷)两人进行乒乓球比赛,先赢3局者获胜,决出胜负为止,则所有可能出现的情形(各人输赢局次的不同视为不同情形)共有(  )‎ A.10种 B.15种 C.20种 D.30种 ‎【答案】C ‎ ‎【解析】 本小题主要考查排列、组合的知识,解题的突破口为找出甲或乙赢的情况进列还是组合问题.‎ 由已知,该问题是排列中捆绑法的应用,即先把三个家庭看作三个不同元素进行全排列,而后每个家庭内部进行全排列,即不同坐法种数为A·A·A·A=(3!)4.‎ ‎2012·课标全国卷)将2名教师,4名学生分成2个小组,分别安排到甲、乙两地参加社会实践活动,每个小组由1名教师和2名学生组成,不同的安排方案共有(  )‎ A.12种 B.10种 C.9种 D.8种 ‎【答案】A ‎ ‎【解析】 分别从2名教师中选1名,4名学生中选2名安排到甲地参加社会实践活动即可,则乙地就安排剩下的教师与学生,故不同的安排方法共有CC=12种.故选A.‎ ‎(2012·全国卷)将字母a,a,b,b,c,c排成三行两列,要求每行的字母互不相同,每列的字母也互不相同,则不同的排列方法共有(  )‎ A.12种 B.18种 C.24种 D.36种 ‎【答案】A ‎ ‎【解析】 本小题主要考查排列组合的应用,解题的突破口为正确理解题意并进行合理分步.‎ 第一步排第一列,一定是一个a、一个b和一个c,共有A=6种不同的排法,第二步果选到了0这个数,这个数不能放在首位,所以n=CCA+CC=12+6=18;‎ 法二:(间接法)奇数的个数为n=CCCA-CC=18.‎ ‎(2012·安徽卷)6位同学在毕业聚会活动中进行纪念品的交换,任意两位同学之间最多交换一次,进行交换的两位同学互赠一份纪念品.已知6位同学之间共进行了13次交换,则收到4份纪念品的同学人数为(  )‎ A.1或3 B.1或4‎ C.2或3 D.2或4‎ ‎【答案】D ‎ ‎【解析】 本题考查组合数等计数原理.任意两个同学之间交换纪念品共要交换C=15次,如果都完全交换,每个人都要交换5次,也就是得到5份纪念品,现在6个同学总共交换了13次,少交换了2次,这2次如果不涉及同一个人,则收到4份纪念品的同学人数有4人;如果涉及同一个人,则收到4份纪念品的同学人数有2人,答案为D.‎ ‎(2012·四川卷)方程ay=b2x2+c中的a,b,c∈{-3,-2,0,1,2,3},且a,b,c互不相同,在所有这些方程所表示的曲线中,不同的抛物线共有(  )‎ A.60条 B.62条 ‎ C.71条 D.80条 ‎【答案】B ‎ ‎【解析】 由于要表示抛物线,首先a、b均不能为0.‎ 又b要进行平方,且只需考虑不同情况,故b2在1,4,9中考虑.‎ ‎①c=0时,若a取1,则b2可取4或9,得到2条不同的抛物线;‎ 若a取2,3,-2,-3任意一个,b2都有1,4,9三种可能,可得到4×3=12条抛物线;‎ 以上共计14条不同的抛物线;‎ ‎②c≠0时,在{-3,-2,1,2,3}中任取3个作为a,b,c的值,有A=60种情况,其中a ‎,想同时取4个不同的数其和为偶数,则取法有三类:‎ ‎①4个都是偶数:1种;‎ ‎②2个偶数,2个奇数:CC=60种;‎ ‎③4个都是奇数:C=5种.∴不同的取法共有66种.‎ ‎(2012·四川卷)(1+x)7的展开式中x2的系数是(  )‎ A.42 B.‎35 C.28 D.21‎ ‎【答案】D ‎ ‎【解析】 根据二项展开式的通项公式Tr+1=Cxr,取r=2得x2的系数为C==21.‎ ‎(2012·上海卷)在6的二项展开式中,常数项等于________.‎ ‎【答案】-160 ‎ ‎【解析】 考查二项式定理,主要是二项式的通项公式的运用.‎ 由通项公式得Tr+1=Cx6-rr=(-2)rCx6-2r,令6-2r=0,解得r=3,所以是第4项为常数项,T4=(-2)‎3C=-160.‎ ‎(2012·陕西卷)(a+x)5展开式中x2的系数为10,则实数a的值为________.‎ ‎【答案】1 ‎ ‎【解析】 本小题主要考查了二项式定理,解题的关键是写出二项展开式的通项公式.其 故选D.‎ ‎(2012·广东卷)6的展开式中x3的系数为________.(用数字作答)‎ ‎【答案】20 ‎ ‎【解析】 本题考查二项展开式特定项的系数问题,解题关键是正确写出展开式的通项,Tr+1=Cx2(6-r)r=Cx2(6-r)x-r=Cx12-3r,令12-3r=3,解得r=3,所以x3的系数为:‎ C=20.‎ ‎(2012·福建卷)(a+x)4的展开式中x3的系数等于8,则实数a=________.‎ ‎【答案】2 ‎ ‎【解析】 本题考查二项展开式特定项的系数问题,解题关键是正确写出展开式的通项,该二项式的通项是Tr+1=Ca4-rxr, x3的系数为8,即令r=3,所以Ca1=8,所以‎4a=8,所以a=2.‎ ‎(2012·全国卷)若n的展开式中第3项与第7项的二项式系数相等,则该展开式中的系数为________.‎ ‎【答案】56 ‎ ‎【解析】 本小题主要考查二项式定理中通项公式的应用,解题的突破口为先利用二项 展开式中的常数项为-2+5=3.‎ ‎(2012·天津卷)在5的二项展开式中,x的系数为(  )‎ A.10 B.-‎10 C.40 D.-40‎ ‎【答案】D ‎ ‎【解析】 本题考查二项式定理,考查运算求解能力,容易题.‎ Tk+1=C(2x2)5-kk=(-1)kC25-kx10-3k,令10-3k=1,即k=3,‎ 此时x的系数为(-1)‎3C22=-40.‎ ‎(2012·浙江卷)若将函数f(x)=x5表示为f(x)=a0+a1(1+x)+a2(1+x)2+…+a5(1+x)5,其中a0,a1,a2,…,a5为实数,则a3=________.‎ ‎【答案】10 【解析】 本题主要考查函数的解析式以及二项式定理.‎ 法一:由于f(x)=x5=5那么a3=C(-1)2=10,故应填10.‎ 法二:对等式f(x)=x5=a0+a1(1+x)+a2(1+x)2+…+a5(1+x)5两边连续对x求导三次得:60x2=‎6a3+‎24a4(1+x)+‎60a5(1+x)2,再运用赋值法,令x=-1得:60=‎6a3,即a3=10.‎ 法三:由等式两边对应项系数相等.‎ 即⇒a3=10.‎ ‎(2012·重庆卷)8的展开式中常数项为(  )‎ A. B. C. D.105‎ ‎【2011高考真题】‎ ‎ (2011年高考天津卷理科5)在的二项展开式中,的系数为( )‎ A.    B.    C.     D.‎ ‎【答案】C ‎【解析】因为,所以容易得C正确.‎ ‎(2011年高考湖北卷理科11)的展开式中含的项的系数为 (结果用数值表示)‎ 答案:17 ‎ 解析:由 令,解得r=2,故其系数为 ‎ (2011年高考全国卷理科13) (1-)20的二项展开式中,x的系数与x9的系数之差为 .‎ ‎【答案】0‎ ‎【解析】,令 所以x的系数为,‎ 故x的系数与的系数之差为-=0‎ ‎ (2011年高考江苏卷23)(本小题满分10分)‎ 设整数,是平面直角坐标系中的点,其中 ‎ (1)记为满足的点的个数,求;‎ ‎(2)记为满足是整数的点的个数,求 解析:考察计数原理、等差数列求和、分类讨论、归纳推理能力,较难题。‎ ‎(1)因为满足的每一组解构成一个点P,所以。‎ ‎(2)设,则 ‎【2010年高考真题】‎ ‎(2010全国卷2理数)(6)将标号为1,2,3,4,5,6的6张卡片放入3个不同的信封中.若每个信封放2张,其中标号为1,2的卡片放入同一信封,则不同的方法共有 ‎(A)12种 (B)18种 (C)36种 (D)54种 ‎【答案】B ‎【解析】标号1,2的卡片放入同一封信有种方法;其他四封信放入两个信封,每个信封两个有种方法,共有种,故选B.‎ ‎(2010江西理数)6. 展开式中不含项的系数的和为( )高☆考♂资♀源*网 A.-1 B‎.0 C.1 D.2‎ ‎【答案】B ‎【解析】考查对二项式定理和二项展开式的性质,重点考查实践意识和创新能力,体现正难则反。采用赋值法,令x=1得:系数和为1,减去项系数即为所求,答案为0.‎ ‎(2010重庆理数)(9)某单位安排7位员工在‎10月1日至7日值班,每天1人,每人值班1天,若7位员工中的甲、乙排在相邻两天,丙不排在‎10月1日,丁不排在‎10月7日,则不同的安排方案共有 A. 504种 B. 960种 C. 1008种 D. 1108种 ‎ ‎(2010四川理数)(10)由1、2、3、4、5、6组成没有重复数字且1、3都不与5相邻的六位偶数的个数是 ‎(A)72 (B)96 (C) 108 (D)144 ‎ 解析:先选一个偶数字排个位,有3种选法 ‎①若5在十位或十万位,则1、3有三个位置可排,3=24个 ‎②若5排在百位、千位或万位,则1、3只有两个位置可排,共3=12个 算上个位偶数字的排法,共计3(24+12)=108个 答案:C ‎(2010天津理数)(10) 如图,用四种不同颜色给图中的A,B,C,D,E,F六个点涂色,要求每个点涂一种颜色,且图中每条线段的两个端点涂不同颜色,则不同的涂色方法用 ‎(A)288种 (B)264种 (C)240种 (D)168种 ‎【答案】D ‎【解析】本题主要考查排列组合的基础知识与分类讨论思想,属于难题。‎ B,D,E,F用四种颜色,则有种涂色方法;‎ B,D,E,F用三种颜色,则有种涂色方法;‎ B,D,E,F用两种颜色,则有种涂色方法;‎ 所以共有24+192+48=264种不同的涂色方法。‎ ‎(2010天津理数)(4)阅读右边的程序框图,若输出s的值为-7,则判断框内可填写 ‎(A)i<3? (B)i<4? (C)i<5? (D)i<6? ‎ ‎【答案】 D ‎【解析】 本题 主要考查条件语句与循环语句的基本应用,属于容易题。‎ 第一次执行循环体时S=1,i=3;第二次执行循环时s=-2,i=5;第三次执行循环体时s=-7.i=7,所以判断框内可填写“i<6?”,选D.‎ ‎(2010湖北理数)8、现安排甲、乙、丙、丁、戌5名同学参加上海世博会志愿者服务活动,每人从事翻译、导游、礼仪、司机四项工作之一,每项工作至少有一人参加。甲、乙不会开车但能从事其他三项工作,丙丁戌都能胜任四项工作,则不同安排方案的种数是 A.152 B‎.126 C.90 D.54‎ ‎【答案】B ‎【解析】分类讨论:若有2人从事司机工作,则方案有;若有1人从事司机工作,则方案有种,所以共有18+108=126种,故B正确。‎ ‎(2010全国卷2理数)(14)若的展开式中的系数是,则 . ‎ 当r=4时,,因此常数项为-20+15=-5‎ ‎(2010江西理数)14.将6位志愿者分成4组,其中两个各2人,另两个组各1人,分赴世博会的四个不同场馆服务,不同的分配方案有 种(用数字作答)。‎ ‎【答案】 1080 ‎ ‎【解析】考查概率、平均分组分配问题等知识,重点考查化归转化和应用知识的意识。先分组,考虑到有2个是平均分组,得,再全排列得:。‎ ‎(2010四川理数)(13)的展开式中的第四项是 . ‎ 解析:T4=‎ 答案:-‎ ‎(2010天津理数)(11)甲、乙两人在10天中每天加工零件的个数用茎叶图表示如下图,中间一列的数字表示零件个数的十位数,两边的数字表示零件个数的个位数,则这10天甲、乙两人日加工零件的平均数分别为 和 。‎ ‎【答案】24,23‎ ‎(2010湖北理数)11、在(x+ )的展开式中,系数为有理数的项共有_______项。‎ ‎【答案】6‎ ‎【解析】二项式展开式的通项公式为要使系数为有理数,则r必为4的倍数,所以r可为0.、4、8、12、16、20共6种,故系数为有理数的项共有6项.‎ ‎【2009年高考真题】‎ ‎(2009·广东理)2010年广州亚运会组委会要从小张、小赵、小李、小罗、小王五名志愿者中选派四人分别从事翻译、导游、礼仪、司机四项不同工作,若其中小张和小赵只能从事前两项工作,其余三人均能从事这四项工作,则不同的选派方案共有 ‎ A. 36种 B. 12种 C. 18种 D. 48种 解析:分两类:若小张或小赵入选,则有选法;若小张、小赵都入选,则有选法,共有选法36种,选A. ‎ 答案:A ‎ ‎(2009·浙江理)在二项式的展开式中,含的项的系数是( ) . ‎ A. B. ‎ C. D. ‎ 答案:B ‎ 解析:对于,对于,则的项的系数是 ‎(2009·辽宁理)从5名男医生、4名女医生中选3名医生组成一个医疗小分队,要求其中男、女医生都有,则不同的组队方案共有 ‎(A)70种 (B) 80种 (C) 100种 (D)140种 ‎ ‎(2009·宁夏海南理)7名志愿者中安排6人在周六、周日两天参加社区公益活动。若每天安排3人,则不同的安排方案共有________________种(用数字作答)。‎ 解析:,答案:140‎ ‎(2009·天津理)用数字0,1,2,3,4,5,6组成没有重复数字的四位数,其中个位、十位和百位上的数字之和为偶数的四位数共有 个(用数字作答)‎ 答案:234‎ 解析:个位、十位和百位上的数字为3个偶数的有:种;个位、十位和百位上的数字为1个偶数2个奇数的有:种,所以共有个。‎ ‎(2009浙江理)观察下列等式:‎ ‎ ,‎ ‎,‎ ‎,‎ ‎ ,‎ ‎………‎ 由以上等式推测到一个一般的结论:‎ 对于, .. ‎ 答案:‎ 解析:这是一种需类比推理方法破解的问题,结论由二项构成,第二项前有,二项指数分别为,因此对于,‎ ‎6.(2009·浙江理)甲、乙、丙人站到共有级的台阶上,若每级台阶最多站人,同一级台阶上的人不区分站的位置,则不同的站法种数是 (用数字作答).‎ 答案:336 ‎ 解析:对于7个台阶上每一个只站一人,则有种;若有一个台阶有2人,另一个是1人,则共有种,因此共有不同的站法种数是336种.. ‎ ‎【2008年高考真题】‎ ‎(2008·山东理)(x-)12展开式中的常数项为 ‎(A)-1320          (B)1320        (C)-220 (D)220‎ 解析:本题考查二项式定理及其应用 答案:C ‎(2008·海南、宁夏理)甲、乙、丙3位志愿者安排在周一至周五的5天中参加某项志愿者活动,要求每人参加一天且每天至多安排一人,并要求甲安排在另外两位前面.不同的安排方法共有( )‎ A.20种 B.30种 C.40种 D.60种 解析:分类计数:甲在星期一有种安排方法,甲在星期二有种安排方法,甲在星期三有种安排方法,总共有种 答案:A ‎(2008·山东理7)在某地的奥运火炬手传递活动中,有编号为的名火炬手。若从中任选3人,则选出的火炬手的编号能组成以3为公差的等差数列的概率为 A. B. C. D.‎
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