格物学 第六章 计数原理计数原理的拓展与综合

展开式中的特定项或特定项的系数-计数原理的拓展与综合知识点月考进阶选择题自测题解析-上海市等高三数学选择必修,平均正确率55.99999999999999%

2025-08-23
展开式中的特定项或特定项的系数-计数原理的拓展与综合知识点月考进阶选择题自测题解析-上海市等高三数学选择必修,平均正确率55.99999999999999%
1、['展开式中的特定项或特定项的系数', '两条直线重合', '二项展开式的通项']

正确率60.0%若直线$$x+a y-1=0$$与$$2 x-4 y+3=0$$垂直,则二项式$$( a x^{2}-\frac{1} {x} )^{5}$$的展开式中$${{x}}$$的系数为(

B

A.$${{−}{2}}$$

B.$$- \frac{5} {2}$$

C.$${{2}}$$

D.$$\frac{5} {2}$$

2、['展开式中的特定项或特定项的系数', '二项式系数和与各项的系数和']

正确率60.0%在$$\left( \sqrt{x}+\frac{3} {x} \right)^{n}$$的展开式中,二项式系数之和为$${{6}{4}{,}}$$则展开式中的常数项为(

A

A.$${{1}{3}{5}}$$

B.$${{1}{0}{5}}$$

C.$${{3}{0}}$$

D.$${{1}{5}}$$

3、['展开式中的特定项或特定项的系数']

正确率60.0%若 $$\left( x-\frac{a} {x} \right)^{8}$$ ​的展开式中$${{x}^{6}}$$的系数是$${{−}{{1}{6}}{,}}$$则实数$${{a}}$$的值是(

D

A.$${{−}{2}}$$

B.$${{−}{1}}$$

C.$${{1}}$$

D.$${{2}}$$

4、['求展开式中系数最大的项的方法', '展开式中的特定项或特定项的系数', '二项式系数的性质', '二项式定理的应用']

正确率40.0%若$$( 2 x+3 y )^{n}$$的展开式中只有第$${{5}}$$项的二项式系数最大,则$$\left( x^{2}+\frac{1} {x^{2}}-4 \right)^{n-4}$$的展开式中$${{x}^{2}}$$的系数为(

A

A.$${{−}{{3}{0}{4}}}$$

B.$${{3}{0}{4}}$$

C.$${{−}{{2}{0}{8}}}$$

D.$${{2}{0}{8}}$$

5、['展开式中的特定项或特定项的系数', '二项式定理的应用']

正确率60.0%$$( 2 x^{2}-x-1 )^{5}$$的展开式中$${{x}^{2}}$$的系数为(

D

A.$${{4}{0}{0}}$$

B.$${{1}{2}{0}}$$

C.$${{8}{0}}$$

D.$${{0}}$$

6、['展开式中的特定项或特定项的系数', '二项展开式的通项']

正确率40.0%$$( \ x+2 y ) \quad( \ 2 x-y )^{5}$$的展开式中$${{x}^{3}{{y}^{3}}}$$的系数为(

C

A.$${{4}{0}}$$

B.$${{8}{0}}$$

C.$${{1}{2}{0}}$$

D.$${{1}{6}{0}}$$

7、['展开式中的特定项或特定项的系数', '二项展开式的通项']

正确率60.0%$$( x^{2} \!-\! 1 ) ( \frac{1} {x} \!-\! 2 )^{5}$$的展开式的常数项为(

D

A.$${{1}{1}{2}}$$

B.$${{4}{8}}$$

C.$${{−}{{1}{1}{2}}}$$

D.$${{−}{{4}{8}}}$$

8、['展开式中的特定项或特定项的系数', '二项展开式的通项']

正确率60.0%在$$( x^{2}-\frac{1} {x} )^{5}$$的二项展开式中,第二项的系数为$${{(}{)}}$$

D

A.$${{1}{0}}$$

B.$${{−}{{1}{0}}}$$

C.$${{5}}$$

D.$${{−}{5}}$$

9、['展开式中的特定项或特定项的系数', '二项展开式的通项']

正确率60.0%若$$( 1-x )^{-n}=1+a_{1} x+a_{2} x^{2}+a_{3} x^{3}+\ldots+a_{n} x^{n} \, \, \, ( \, n \in N^{*} \, )$$,且$$a_{1} \colon a_{3}=1 \colon~ 7$$,则$${{a}_{5}}$$等于(

D

A.$${{3}{5}}$$

B.$${{−}{{3}{5}}}$$

C.$${{5}{6}}$$

D.$${{−}{{5}{6}}}$$

10、['展开式中的特定项或特定项的系数', '二项展开式的通项']

正确率60.0%设$$\left( x^{2} \!-\! 3 x \!+\! 2 \right)^{4} \!=\! a_{0} \!+\! a_{1} x \!+\cdots\!+\! a_{8} x^{8}$$,则$${{a}_{7}{=}{(}}$$$${)}$$.

C

A.$${{−}{4}}$$

B.$${{−}{8}}$$

C.$${{−}{{1}{2}}}$$

D.$${{−}{{1}{6}}}$$

1. 直线垂直条件:斜率乘积为 -1。直线 $$x + a y - 1 = 0$$ 斜率为 $$-\frac{1}{a}$$,直线 $$2x - 4y + 3 = 0$$ 斜率为 $$\frac{1}{2}$$。由垂直得:$$-\frac{1}{a} \times \frac{1}{2} = -1$$,解得 $$a = \frac{1}{2}$$。

二项式 $$(a x^2 - \frac{1}{x})^5$$ 展开通项:$$T_{k+1} = C_5^k (a x^2)^{5-k} (-\frac{1}{x})^k = C_5^k a^{5-k} (-1)^k x^{10-3k}$$。

令指数为 1:$$10 - 3k = 1$$,得 $$k = 3$$。系数为:$$C_5^3 a^{2} (-1)^3 = 10 \times (\frac{1}{2})^2 \times (-1) = -\frac{5}{2}$$。

答案:B

2. 二项式系数和:$$2^n = 64$$,得 $$n = 6$$。

展开式通项:$$T_{k+1} = C_6^k (\sqrt{x})^{6-k} (\frac{3}{x})^k = C_6^k 3^k x^{\frac{6-k}{2} - k} = C_6^k 3^k x^{3 - \frac{3k}{2}}$$。

令指数为 0:$$3 - \frac{3k}{2} = 0$$,得 $$k = 2$$。常数项为:$$C_6^2 \times 3^2 = 15 \times 9 = 135$$。

答案:A

3. 展开通项:$$T_{k+1} = C_8^k x^{8-k} (-\frac{a}{x})^k = C_8^k (-a)^k x^{8-2k}$$。

令指数为 6:$$8 - 2k = 6$$,得 $$k = 1$$。系数为:$$C_8^1 (-a)^1 = -8a = -16$$,解得 $$a = 2$$。

答案:D

4. 第5项二项式系数最大,说明 $$n = 8$$(对称性,中间项最大)。

则需展开 $$(x^2 + \frac{1}{x^2} - 4)^{4}$$。令 $$t = x^2 + \frac{1}{x^2}$$,则原式 $$= (t - 4)^4$$。

展开 $$(t - 4)^4$$ 通项:$$T_{m+1} = C_4^m t^{4-m} (-4)^m$$。

其中 $$t = x^2 + x^{-2}$$,展开 $$t^{4-m}$$ 通项:$$C_{4-m}^r (x^2)^{4-m-r} (x^{-2})^r = C_{4-m}^r x^{8-2m-4r}$$。

令指数为 2:$$8 - 2m - 4r = 2$$,即 $$4 - m - 2r = 1$$,得 $$m + 2r = 3$$。

可能组合:$$(m=1, r=1)$$,$$(m=3, r=0)$$。

系数求和:$$C_4^1 (-4)^1 \times C_3^1 + C_4^3 (-4)^3 \times C_1^0 = 4 \times (-4) \times 3 + 4 \times (-64) \times 1 = -48 - 256 = -304$$。

答案:A

5. 原式 $$= (2x^2 - x - 1)^5$$。考虑因式分解:$$(2x^2 - x - 1) = (2x + 1)(x - 1)$$,所以原式 $$= (2x + 1)^5 (x - 1)^5$$。

展开后 $$x^2$$ 项系数由两部分乘积指数和为2的组合构成。

设 $$(2x + 1)^5$$ 展开 $$x^i$$ 项系数为 $$A_i$$,$$(x - 1)^5$$ 展开 $$x^j$$ 项系数为 $$B_j$$,则需 $$i + j = 2$$。

计算:$$A_0 = 1$$,$$B_2 = C_5^2 (-1)^3 = -10$$;$$A_1 = C_5^1 \times 2 = 10$$,$$B_1 = C_5^1 (-1)^4 = 5$$;$$A_2 = C_5^2 \times 2^2 = 40$$,$$B_0 = 1$$。

系数和:$$1 \times (-10) + 10 \times 5 + 40 \times 1 = -10 + 50 + 40 = 80$$。

答案:C

6. 表达式为 $$(x + 2y)(2x - y)^5$$。先展开 $$(2x - y)^5$$ 通项:$$T_{k+1} = C_5^k (2x)^{5-k} (-y)^k = C_5^k 2^{5-k} (-1)^k x^{5-k} y^k$$。

整体展开为:$$x \times T_{k+1} + 2y \times T_{k+1}$$,即 $$C_5^k 2^{5-k} (-1)^k [x^{6-k} y^k + 2 x^{5-k} y^{k+1}]$$。

求 $$x^3 y^3$$ 项,有两种情况:

第一项:$$6 - k = 3$$,$$k = 3$$,系数:$$C_5^3 \times 2^{2} \times (-1)^3 = 10 \times 4 \times (-1) = -40$$。

第二项:$$5 - k = 3$$,$$k = 2$$,且 $$k+1=3$$,系数:$$C_5^2 \times 2^{3} \times (-1)^2 \times 2 = 10 \times 8 \times 1 \times 2 = 160$$。

总系数:$$-40 + 160 = 120$$。

答案:C

7. 表达式为 $$(x^2 - 1)(\frac{1}{x} - 2)^5$$。展开 $$(\frac{1}{x} - 2)^5$$ 通项:$$T_{k+1} = C_5^k (\frac{1}{x})^{5-k} (-2)^k = C_5^k (-2)^k x^{k-5}$$。

整体展开为:$$x^2 \times T_{k+1} - 1 \times T_{k+1} = C_5^k (-2)^k [x^{k-3} - x^{k-5}]$$。

常数项对应指数为0:

第一项:$$k - 3 = 0$$,$$k = 3$$,系数:$$C_5^3 (-2)^3 = 10 \times (-8) = -80$$。

第二项:$$k - 5 = 0$$,$$k = 5$$,系数:$$C_5^5 (-2)^5 = 1 \times (-32) = -32$$。

总常数项:$$-80 - 32 = -112$$。

答案:C

8. 二项式 $$(x^2 - \frac{1}{x})^5$$ 展开第二项(k=1):$$T_2 = C_5^1 (x^2)^4 (-\frac{1}{x})^1 = 5 \times x^8 \times (-\frac{1}{x}) = -5 x^7$$。

系数为 -5。

答案:D

9. 已知 $$(1 - x)^{-n} = 1 + a_1 x + a_2 x^2 + \cdots$$,且 $$a_1 : a_3 = 1 : 7$$。

展开式系数:$$a_k = C_{n+k-1}^k$$(负二项式系数)。

所以 $$a_1 = C_n^1 = n$$,$$a_3 = C_{n+2}^3 = \frac{(n+2)(n+1)n}{6}$$。

由比例:$$\frac{n}{\frac{(n+2)(n+1)n}{6}} = \frac{1}{7}$$,化简得:$$\frac{6}{(n+2)(n+1)} = \frac{1}{7}$$,即 $$(n+2)(n+1) = 42$$。

解得 $$n = 5$$(取正整数)。

则 $$a_5 = C_{5+4}^5 = C_9^5 = 126$$?但选项无此值,检查:$$a_5 = C_{n+4}^5 = C_9^5 = 126$$,但选项为35, -35, 56, -56,可能符号?原式 $$(1-x)^{-n}$$,x系数为正,但选项有负,疑为 $$(1+x)^{-n}$$?但题给定 $$(1-x)^{-n}$$,系数应为正。

重新审题:$$a_1 : a_3 = 1 : 7$$,代入 $$a_1 = n$$, $$a_3 = \frac{n(n+1)(n+2)}{6}$$,比例 $$\frac{n}{\frac{n(n+1)(n+2)}{6}} = \frac{6}{(n+1)(n+2)} = \frac{1}{7}$$,得 $$(n+1)(n+2)=42$$,$$n^2+3n-40=0$$,$$n=5$$(舍负)。

$$a_5 = C_{5+4}^5 = C_9^5 = 126$$,但选项无,可能误读?选项有35, -35,56,-56,或为 $$a_5$$ 是 $$x^5$$ 系数?但计算正确。

注意:原式 $$(1-x)^{-n}$$ 展开系数全正,但选项有负,可能题是 $$(1-x)^n$$?但给定 $$-n$$。

假设为 $$(1-x)^n$$,则 $$a_k = (-1)^k C_n^k$$,$$a_1 = -n$$, $$a_3 = -C_n^3$$,比例 $$\frac{-n}{-C_n^3} = \frac{n}{\frac{n(n-1)(n-2)}{6}} = \frac{6}{(n-1)(n-2)} = \frac{1}{7}$$,得 $$(n-1)(n-2)=42$$,$$n^2-3n-40=0$$,$$n=8$$(舍负)。

则 $$a_5 = (-1)^5 C_8^5 = -56$$。

答案:D

10. 表达式 $$(x^2 - 3x + 2)^4 = a_0 + a_1 x + \cdots + a_8 x^8$$,求 $$a_7$$。

因式分解:$$x^2 - 3x + 2 = (x-1)(x-2)$$,所以原式 $$= (x-1)^4 (x-2)^4$$。

展开后 $$x^7$$ 项系数由两部分乘积指数和为7的组合。

设 $$(x-1)^4$$ 展开 $$x^i$$ 项系数为 $$A_i = C_4^i (-1)^{4-i}$$,$$(x-2)^4$$ 展开 $$x^j$$ 项系数为 $$B_j = C_4^j (-2)^{4-j}$$,需 $$i + j = 7$$。

可能组合:$$(i=3, j=4)$$, $$(i=4, j=3)$$。

计算:$$A_3 = C_4^3 (-1)^1 = -4$$,$$B_4 = C_4^4 (-2)^0 = 1$$;$$A_4 = C_4^4 (-1)^0 = 1$$,$$B_3 = C_4^3 (-2)^1 = 4 \times (-2) = -8$$。

系数和:$$(-4) \times 1 + 1 \times (-8) = -4 - 8 = -12$$。

答案:C

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