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例15、设ABCDEF为正六边形,一只青蛙开始在顶点A处,它每次可随意地跳到相邻两个顶点之一,若在5次之内跳到D点,则停止跳动,若在5次之内不能到达D点,则跳完5次也停止跳动,那么这只青蛙从开始到停止,可能出现的不同跳法的种数是( )
A、6 B、8 C、16 D、26 解:青蛙从A点开始,往相邻两个顶点B和F跳到D点的次数是相同的,又青蛙第一次往B方向跳的跳法可用“树型图”表示如图.由图知有13种跳法,所以共有跳法2×13=26(种),故选(D). 注:此种方法是解决数量较小排列问题的常用方法之一,优点是把抽象变为直观,应熟练掌握.
5、回归法:有些计数模型不一定是排列或组合问题,此时可回归到最原始的方法,即画一画,数一数,算一算,这是最基本的计数方法,不可废弃.
例16、某赛季足球比赛的计分规则是:胜一场,得3分;平一场,得1分;负一场,得0分.一球队打完15场,积33分.若不考虑顺序,该队胜、平、负的情况共有( ) A .3种 B. 4种 C. 5种 D .6种
分析:数一数,算一算,知最多胜11场.按胜、平、负的顺序,共有三种情形:11、0、4;10、3、2;9、6、0;故选A .
从以上的实例可以看出,解决排列组合问题,通常有以下途径:(1)以元素为主体,即先满足特殊元素的要求,再考虑其他元素;(2)以位置为主体,即先满足特殊位置的要求,再考虑其他位置;(3)先不考虑限制条件,计算出总的种类数,再减去不合要求的种类数.其解题思路可概括为:审明题意,排组分清;分类分步,明确加乘;元素位置,特殊先行;直接间接,思路可循;周密思考,检验伪真.另外,在学习过程中注意解题经验与方法的归纳总结与积累,掌握一些常见题型的解题策略和方法也是十分必要.
第二部分:二项式定理的类型与解题策略
二项式定理是初中学习的多项式乘法的继续,在高中数学中起承上启下的作用——既可对多项式的知识起到很好的复习、深化作用,又可为进一步学习概率统计作好必要的知识储备.此内容几乎年年都考,考查的题型主要是选择和填空题,一般是中等难度的试题,但有时综合解答题中也涉及到二项式定理的应用.其主要题型有以下几类:
一、求特殊项:此类问题一般由通项入手,根据题意,设未知数,建立方程求解. 例1、⑴已知(x?124x)n的展开式中,前三项系数的绝对值依次成等差数列,则展
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开式中所有的有理项为 ;⑵(x-1)的展开式中系数最大的项为 ;⑶(?的展开式中的常数项为 .
x21?2)5x解:⑴依题意,有2Cn?()?1?Cn?(),即n?9n?8?0,解得n=8或n=1(舍去),?Tr?1?C(x)r88?r3rC8r16?4,若T(?4)?(?1)rxr?1为有理数,当且仅当22x112212221rr16?3r为整数,?0?r?8,r?Z,?r?0,4,8, 45
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即展开式中的有理项共有三项:T1?x,T5?4351?2x,T9?x; 82564
5
45r9?rr⑵Tr+1=(?1)C9x,∵C9?C9?126,而(-1)=1,(-1)=-1,
∴ T5=126x是所求系数最大的项.
5
x1x2?22x?25[(x?2)2]5(x?2)105⑶解: ∵(??2)=(, )??552x2x(2x)(2x)对于二项式(x?2)10,其通项为Tr?1?C10x10?r22,要得到原展开式中的常数项,
r1r则只须10?r?5,即r?5,∴所求常数项为
C52105225?632. 2二、求二项式系数或展开式中某项的系数
3例2、(1)(1?x)?(1?x)???(1?x)展开式中,x项的系数为_______;
432⑵设?x?a1??x?a2??x?a3??x?a4??A0x?A1x?A2x?A3x?A4,则 A2? ,A3? ;
27⑶(x+2)(x-1)的展开式中x的系数为 ;⑷求(x?1?)的展开式中含x的项;
10
2
10
1x5⑸(x?2y?z) 展开式中 xyz系数为_______.
333解:⑴x项系数为 C3?C4?3?C7?C84?70;
94232 ⑵A2即x系数, 即 A2?a1(a2?a3?a4)?a2(a3?a4)?a3a4?a1a2?a1a3?a1a4+
?a2a3?a2a4?a3a4 , 即从{a1,a2,a3,a4}中取两元的所有组合的和.
同理可得A3?a1a2a3?a1a2a4?a1a3a4?a2a3a4;
⑶先展开,然后按多项式乘法法则求解.∵ (x+2)=x+20x+180x+… ∴ (x+2)(x-1)的展开式中x的系数是-1+180=179; ⑷解:∵(x?1?)?10
2
10
10
10
9
8
1x51[(x2?x)?1]5,∴要求展开式中含x的项,只须求5x[(x2?x)?1]5中含x6的项.将其展开知,只有(x2?x)5、5(x2?x)4和10(x2?x)3中才有
66可能含有x的项.又(x?x)?x(x?1),其展开式中x的系数为
2555C45?5;
233365(x2?x)4?5x4(x?1)4,其展开式中x的系数为5C4?30;10(x?x)?10x(x?1),
2其展开式中x的系数为10;∴(x?1?)展开式中含x的项为(5?30?10)x?45x.
⑸(回归课本,用组合的意义解)由题意知有4个括号取x,余下5括号取2y,再从余
42233423下3个括号取z,于是得xyz系数为C9C52C3(?1)??5040.
61x5三、求多项式展开式中的各项的系数和或某些项系数和
10925例3、⑴已知(3x?2x?1)?a10x?a9x??a1x?a0, 求
(a0?a2?a4?a6?a8?a10)2?(a1?a3?a5?a7?a9)2;
⑵求 (x?3y?2z)100 展开式的各项系数之和.
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解:⑴令 x=1, 得 a0?a1?a2??a10?25,
5令 x=-1, 得 (a0?a2?a4?a6?a8?a10)?(a1?a3?a5?a7?a9)?6,
?(a0?a2?a4?a6?a8?a10)2?(a1?a3?a5?a7?a9)2?25?65?125;
⑵令x=y=z=1,得 (1?3?2)四、求相关元素
100?0,即展开式系数之和为0.
xn1)的展开式中x3的系数为,则n=________; n16310⑵(a?b?c)展开式的项数有____项;⑶(x1?x2??x10)展开式的项数为____;
例4、⑴设n?N*,(1??ax?93⑷已知??展开式中x系数为,则常数a的值为______. ??x2?4??解:⑴由Tr?1?Cn()x,则x的系数为Cn解得n=4.
r91nrr3311n(n?1)(n?2)1,即??, 331616n6n10},此时,项数
2问题转化为方程的非负整数解个数问题,方程非负整数解个数有C12?66,故展开式有66
项.
⑶法1、展开式中的项的形式为x11x22x33iii⑵展开式中的项的形式为 abc 且i+j+h=10 , i,j,h?{0,1,2,ijhx10i10 , 且 i1?i2??i10?3, 且
i1,i293i10?{0,1,2,3}, 类似(1),得项数为 C12?C12?220.
法2、展开式中的项的形式有三种类型 xiyjzh;xi2yj;xi3,其中i,j,h?{1,2,3213 则项数为C10?2C10?C10?C12?220.
,10},
⑷通项Tr?1??9??C9??x?r9?r?x?2?(32r?9)3rr9?r?????a?x,令?9?3, ????2?C9?2?2????rrr2?9a9r9?r?a?得 r?8 ,故 C9??2???16?4,得a=4.
??例5、(1)已知(ax+1)(a≠0)的展开式中,x的系数是x的系数与x的系数的等差
中项,求a的值;
(2)已知(2x+x值.
523443解:(1)依题意C7a?C7a?2C7a,由于a≠0,解得a=1±
7
3
2
4
1gx)的展开式中,二项式系数最大的项的值等于1120,求x的
8
10; 544lgx44(1+lgx)
(2) 依题意T5=C8(2x)(x)=1120,整理得x=1,两边取对数,得
lgx+lgx=0,解得lgx=0或lgx=-1,∴x=1或x=
第三部分:训练精编
一、选择题
2
1. 101、由数字1、2、3组成的五位数中,1、2、3都至少出现一次,则这样的五位数的个
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数为( )
A、150 B、240 C、180 D、236
2、四个完全相同的红球与五个完全相同的白球放入三个不同的盒子中,要求每个盒子中至少放一个红球和一个白球,则不同的放法种数为( ) A、12 B、18 C、24 D、27
3、上海世博会组委会要将7名精通英语的大学生志愿者(含甲、乙)分配到美国馆、英国馆和印度馆去负责翻译工作,其中美国馆3人,英国馆和印度馆各2人,若甲、乙两人要求分在同一组,则不同的分配方案有( )
A、40种 B、50种 C、100种 D、120种
4、有两排座位,前排11个座位,后排12个座位,现安排2人就座,规定前排中间的3个座位不能坐,并且这2人不能左右相邻,那么不同排法的种数是( ) ..
A、234
B、346
C、350
D、363
5、六张卡片上分别写有数字1,1,2,3,4,5,从中任取4张排成一排,可以组成不同的4位奇数的个数为( )
A、180 B、60 C、93 D、126
6、6个人并排站成一排,B站在A的右边,C站在B的右边,则不同的排法总数为( )
3463434A.A3A4 B.A4 C.A6?A3 D.A4A5
7、把八件不同的纪念品平均赠给甲、乙二人,其中a、b不赠给同一人,c、d也不赠给同一人,则不同的赠送方法有( )种
A.20 B.22 C.24 D.25
8、边长为连续整数的钝角三角形的最大边长为n,则(x?)的展开式中常数项为( ) A、36 B、60 C、54 D、48 9、设a,b,m为整数(m?0),若a和b被m除得的余数相同,则称a和b对模m同
1232余,记为a?b(modm).已知a?1?C20?C202?C202?20?C20219,b?a(mod10),
3xn则b的值可以是( )
A.2011 B.2010 C.2009 D.2012
10、有5个不同的红球和2个不同的黑球排成一排,在两端都是红球的排列中,红球甲和黑球乙相邻的排法有( )
A、768 B、765 C、687 D、876 11、若等差数列{an}的首项为a1?C5m11?2m?A11?3m(m?N),公差是(2m?25232n?x)展开式2x5中的常数项,其中n为7777?15除以19的余数,则an=( )
A、104?4n B、4n?104 C、104?n D、n?104 12、若(1?x)2n?a0?a1x?a2x2?8
?a2nx2n,令f(n)?a0?a2?a4??a2n,则