新版高中數(shù)學 第一章 計數(shù)原理單元綜合測試 北師大版選修23

新版數(shù)學北師大版精品資料【成才之路】高中數(shù)學 第一章 計數(shù)原理單元綜合測試 北師大版選修2-3時間120分鐘，滿分150分一、選擇題(本大題共10個小題，每小題5分，共50分，在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)1．如圖，從上往下讀(不能跳讀)構(gòu)成句子“構(gòu)建和諧社會，創(chuàng)美好未來”的不同讀法種數(shù)是(　　)構(gòu)建　建和　和　和諧　諧　諧　諧社　社　社　社　社會　會　會　會　會　會創(chuàng)　創(chuàng)　創(chuàng)　創(chuàng)　創(chuàng)美　美　美　美好　好　好未　未來A．250　 B．240　C．252　 D．300[答案]　C[解析]　要組成題設中的句子，則每行讀一字，不能跳讀．每一種讀法須10步完成(從上一個字到下一個字為一步)，其中5步是從左上角到右下角方向讀的，故共有不同讀法C＝252種．2．某單位擬安排6位員工在今年6月14日至16日(端午節(jié)假期)值班，每天安排2人，每人值班1天，若6位員工中的甲不值14日，乙不值16日，則不同的安排方法共有(　　)A．30種 B．36種C．42種 D．48種[答案]　C[解析]　本題考查排列組合的基本知識，涉及分類，分步計算原理、特殊元素、特殊位置．甲在16日，有CC＝24種；甲在15日，乙在15日有C＝6種．甲在15日，乙在14日時有CC＝12種，所以總共24＋6＋12＝42，故選C.3．(1＋x)7的展開式中x2的系數(shù)是(　　)A．42 B．35C．28 D．21[答案]　D[解析]　展開式中第r＋1項為Tr＋1＝Cxr，T3＝Cx2，∴x2的系數(shù)為C＝21，此題誤認為Tr＋1為第r項，導致失分．4．A、B、C、D、E五人并排站成一排，如果A、B必須相鄰且B在A的右邊，那么不同的排法種數(shù)有(　　)A．60種 B．48種C．36種 D．24種[答案]　D[解析]　把A，B視為一人，且B固定在A的右邊，則本題相當于4人的全排列，A＝24種．5．設m為正整數(shù)，(x＋y)2m展開式的二項式系數(shù)的最大值為a，(x＋y)2m＋1展開式的二項式系數(shù)的最大值為b，若13a＝7b，則m＝(　　)A．5 B．6C．7 D．8[答案]　B[解析]　a＝c＝，b＝c＝，又∵13a＝7b，∴13(m＋1)＝7(2m＋1)，∴m＝6.6.如圖，一圓形花圃內(nèi)有5塊區(qū)域，現(xiàn)有4種不同顏色的花．從4種花中選出若干種植入花圃中，要求相鄰兩區(qū)域不同色，種法有(　　)A．324種 B．216種 C．244種 D．240種[答案]　D[解析]　若1、4同色，共有C332＝72(種)．若1、4不同色(里面分2與4同色不同色)，共有A2(13＋22)＝168(種)．所以一共有168＋72＝240(種)．7．一排9個座位坐了3個三口之家， 若每家人坐在一起，則不同的坐法種數(shù)為(　　)A．33! B．3(3！)3C．(3！)4 D．9![答案]　C[解析]　本題考查捆綁法排列問題．由于一家人坐在一起，可以將一家三口人看作一個整體，一家人坐法3！，三個家庭即(3！)3，三個家庭又可全排列，因此(3！)4注意排列中在一起可用捆綁法，即相鄰問題．8．(x－y)4的展示式中x3y3的系數(shù)為(　　)A．4 B．5C．6 D．8[答案]　C[解析]　本題考查二項展開式的通項公式，以及二項展開式中項的系數(shù)．(x－y)4的展開式中的第(r＋1)項Tr＋1＝C(－1)r(x)4－r(y)r＝C(－1)rx4－y2＋令4－＝3得r＝2∴展開式中x3y3的系數(shù)為C(－1)2＝6.9．已知碳元素有3種同位素12C、13C、14C，氧元素也有3種同位素16O、17O、18O，則不同的原子構(gòu)成的CO2分子有(　　)A．9種 B．27種C．54種 D．81種[答案]　B[解析]　先選碳原子，再選第一個氧原子，最后選第二個氧原子．根據(jù)乘法原理所以N＝CCC＝27種．10.(2014福建理，10)用a代表紅球，b代表藍球，c代表黑球，由加法原理及乘法原理，從1個紅球和1個藍球中取出若干個球的所有取法可由(1＋a)(1＋b)的展開式1＋a＋b＋ab表示出來，如：“1”表示一個球都不取、“a”表示取出一個紅球，而“ab”則表示把紅球和藍球都取出來．依此類推，下列各式中，其展開式可用來表示從5個無區(qū)別的紅球、5個有區(qū)別的藍球、5個有區(qū)別的黑球中取出若干個球，且所有的藍球都取出或都不取出的所有取法的是(　　)A．(1＋a＋a2＋a3＋a4＋a5)(1＋b5)(1＋c)5B．(1＋a5)(1＋b＋b2＋b3＋b4＋b5)(1＋c)5C．(1＋a)5(1＋b＋b2＋b3＋b4＋b5)(1＋c5)D．(1＋a5)(1＋b)5(1＋c＋c2＋c3＋c4＋c5)[答案]　A[解析]　從5個無區(qū)別的紅球中取出若干個球的所有情況為1＋a＋a2＋a3＋a4＋a5，從5個有區(qū)別的黑球中取出若干個球的所有情況為(1＋c)(1＋c)(1＋c)(1＋c)(1＋c)，而所有藍球都取出或都不取出有1＋b5種情況，故選A.二、填空題(本大題共5小題，每小題5分，共25分)11．若(x＋)8的展開式中x4的系數(shù)為7，則實數(shù)a＝________.[答案]　[解析]　由Tr＋1＝Cxr()8－r＝Cxa8－r.令＝4，∴r＝5，則x4的系數(shù)為Ca3＝7.解之得a＝.12．若(x－2)5＝a5x5＋a4x4＋a3x3＋a2x2＋a1x＋a0，則a1＋a2＋a3＋a4＋a5＝________(用數(shù)字作答)．[答案]　31[解析]　已知(x－2)5＝a5x5＋a4x4＋a3x3＋a2x2＋a1x＋a0，令x＝1，得(1－2)5＝a5＋a4＋a3＋a2＋a1＋a0＝－1，令x＝0，得(0－2)5＝a0＝－32，所以a1＋a2＋a3＋a4＋a5＝31.13．一直線和圓相離，這條直線上有6個點，圓周上有4個點，通過任意兩點作直線，最少可作直線的條數(shù)是________．[答案]　19[解析]　為了作的直線條數(shù)最少，應出現(xiàn)3點或更多點共線的情況，由于直線與圓相離，應讓圓上任意兩點都與直線上的一點共線．圓周上有4點能連成C＝6條直線，而直線上恰有6個點，故這10個點中最多有6個三點共線和1個六點共線的情況，因此最少可作直線C－6C－C＋6＋1＝19(條)．14．某藥品研究所研制了5種消炎藥a1、a2、a3、a4、a5,4種退燒藥b1、b2、b3、b4，現(xiàn)從中取出兩種消炎藥和一種退燒藥同時使用進行療效實驗，但又知a1、a2兩種藥必須同時使用，且a3、b4兩種藥不能同時使用，則不同的實驗方案有________種．[答案]　14[解析]　當a1，a2兩種藥同時使用時，只要選一種退燒藥即可，有4種實驗方案；當取消炎藥a3時，另一消炎藥的選取有2種可能，退燒藥的選取有3種可能，有23＝6種實驗方案；當取消炎藥a4、a5時，只要選一種退燒藥即可，有4種實驗方案；相加即可．15．電視臺連續(xù)播放6個廣告，其中含4個不同的商業(yè)廣告和2個不同的公益廣告，要求首尾必須播放公益廣告，則共有________種不同的播放方式(結(jié)果用數(shù)值表示)．[答案]　48[解析]　本題可以分兩步完成：首尾必須播放公益廣告的有2種；中間4個為不同的商業(yè)廣告有A＝24種，從而有224＝48種不同的播放方式．三、解答題(本大題共6小題，共75分，前4題每題12分，20題13分，21題14分)16．(1)化簡n(n＋1)…(n＋m)；(2)求證：A＋5A＝A；(3)求n，使A＝10A.[解析]　(1)由排列數(shù)公式的階乘形式可得n(n＋1)…(n＋m)＝＝A.(2)證明：A＋5A＝76543＋57654＝(3＋5)7654＝87654＝A，故等式得證．(3)由A＝10A得2n(2n－1)(2n－2)＝10n(n－1)(n－2)，即4n(2n－1)(n－1)＝10n(n－1)(n－2)，4(2n－1)＝10(n－2)(n≥3，n是正整數(shù))，解得n＝8.17．把4個男同志和4個女同志均分成4組，到4輛公共汽車里參加售票勞動，如果同樣兩人在不同汽車上服務算作不同情況．(1)有幾種不同的分配方法？(2)每個小組必須是一個男同志和一個女同志有幾種不同的分配方法？(3)男同志與女同志分別分組，有幾種不同分配方法？[解析]　(1)男女合在一起共有8人，每輛車上2人，可以分四個步驟完成，先安排2人上第一輛車，共有C種，再上第二車共有C種，再上第三車共有C種，最后上第四車共有C種，這樣不同分配方法，按分步計數(shù)原理有CCCC＝2520(種)．(2)要求男女各1人，因此先把男同志安排上車，共有A種不同方法，同理，女同志也有A種方法，由分步計數(shù)原理，男女各1人上車的不同分配方法為AA＝576(種)．(3)男女分別分組，4個男的平分成兩組共有＝3(種)，4個女的分成兩組也有＝3(種)不同分法，這樣分組方法就有33＝9(種)，對于其中每一種分法上4部車，又有A種上法，因而不同分配方法為9A＝216(種)．18．把7個大小完全相同的小球，放置在三個盒子中，允許有的盒子一個也不放．(1)如果三個盒子完全相同，有多少種放置方法？(2)如果三個盒子各不相同，有多少種放置方法？[解析]　(1)∵小球的大小完全相同，三個盒子也完全相同，∴把7個小球分成三份，比如分成3個、2個、2個這樣三份放入三個盒子中，不論哪一份小球放入哪一個盒子均是同一種放法，因此，只需將7個小球分成如下三份即可，即(7,0,0)、(6,1,0)、(5,2,0)、(5,1,1)、(4,3,0)、(4,2,1)、(3,3,1)、(3,2,2)．共計有8種不同的放置方法．(2)設三個盒子中小球的個數(shù)分別為x1、x2、x3，顯然有：x1＋x2＋x3＝7，于是，問題就轉(zhuǎn)化為求這個不定方程的非負整數(shù)解，若令yi＝xi＋1(i＝1,2,3)由y1＋y2＋y3＝10，問題又成為求不定方程y1＋y2＋y3＝10的正整數(shù)解的組數(shù)的問題，在10個1中間9個空檔中，任取兩個空檔作記號，即可將10分成三組，∴不定方程的解有C＝36組．∴有36種放置方法．19.在產(chǎn)品質(zhì)量檢驗時，常從產(chǎn)品中抽出一部分進行檢查，現(xiàn)有100件產(chǎn)品，其中有98件正品，2件次品，從中任意抽出3件檢查，(1)共有多少種不同的抽法？(2)恰好有一件是次品的抽法有多少種？(3)至少有一件是次品的抽法有多少種？[解析]　(1)所求的不同抽法數(shù)，即從100個不同元素中任取3個元素的組合數(shù)，共有C＝＝161700(種)．(2)抽出的3件中恰好有一件是次品的這件事，可以分兩步完成．第一步：從2件次品中任取1件，有C種方法；第二步：從98件正品中任取2件，有C種方法．根據(jù)分步乘法計數(shù)原理知，不同的抽取方法共有CC＝24753＝9506(種)．(3)方法一：抽出的3件中至少有一件是次品的這件事，分為兩類：第一類：抽出的3件中有1件是次品的抽法，有CC種；第二類：抽出的3件中有2件是次品的抽法，有CC種．根據(jù)分類加法計數(shù)原理，不同的抽法共有CC＋CC＝9506＋98＝9604(種)．方法二：從100件產(chǎn)品中任取3件的抽法有C種，其中抽出的3件中至少有一件是次品的抽法共有C－C＝161700－152096＝9 604(種)．[反思總結(jié)]　本題考查了計數(shù)原理和組合知識的應用．20.求(x2＋3x＋2)5的展開式中x項的系數(shù)．[解析]　方法一：因為(x2＋3x＋2)5＝(x＋2)5(x＋1)5＝(Cx5＋Cx42＋…＋C25)(Cx5＋Cx4＋…＋C)展開后x項為Cx24C＋C25Cx＝240x.所以(x2＋3x＋2)5展開式中x項的系數(shù)為240.方法二：因為(x2＋3x＋2)5＝[x2＋(3x＋2)]5，設Tr＋1＝C(x2)5－r(3x＋2)r，在(3x＋2)r中，設Tk＋1＝C(3x)r－k2k，Tr＋1＝C(x2)5－rC(3x)r－k2k＝CC3r－k2kx10－r－k，依題意可知10－r－k＝1，即r＋k＝9.又0≤k≤r≤5，r，k∈N＋，所以r＝5，k＝4.則Tr＋1＝CC324x＝240x.所以(x2＋3x＋2)5展開式中x項的系數(shù)為240.方法三：把(x2＋3x＋2)5看成5個x2＋3x＋2相乘，每個因式各取一項相乘得到展開式中的一項，x項可由1個因式取3x,4個因式取2相乘得到，即C3xC24＝240x.所以(x2＋3x＋2)5展開式中x項的系數(shù)為240.[反思總結(jié)]　本題考查利用轉(zhuǎn)化的思想求三項展開式的特定項．三項式求特定項的思路有：(1)分解因式法：通過因式分解將三項式變成兩個二項式，然后再用二項式定理分別展開．(2)逐層展開法：將三項式分成兩組，用二項式定理展開，再把其中含兩項的一組展開．(3)利用組合知識：把三項式看成幾個因式的積，利用組合知識分析項的構(gòu)成，注意最后應把各個同類項相合并．21.已知n(n∈N*)的展開式的各項系數(shù)之和等于5的展開式中的常數(shù)項，求n的展開式中a－1項的二項式系數(shù)．[解析]　對于5：Tr＋1＝C(4)5－rr＝C(－1)r45－r5－b.若Tr＋1為常數(shù)項，則10－5r＝0，所以r＝2，此時得常數(shù)項為T3＝C(－1)2435－1＝27.令a＝1，得n展開式的各項系數(shù)之和為2n.由題意知2n＝27，所以n＝7.對于7：Tr＋1＝C7－r(－)r＝C(－1)r37－ra.若Tr＋1為a－1項，則＝－1，所以r＝3.所以n的展開式中a－1項的二項式系數(shù)為C＝35.。