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福建省泉州市南安一中2015-2016学年高二(下)期中数学试卷(理科)(解析版)
2015-2016学年福建省泉州市南安一中高二(下)期中数学试卷(理科)
一.选择题:本大题共12小题,每小题5,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求.
1.从某小学随机抽取100名同学,将他们的身高(单位:厘米)数据绘制成频率分布直方图由图中数据可知身高在[120,130]内的学生人数为( )
A.20 B.25 C.30 D.35
2.二项式的展开式中x的系数为( )
A.5 B.10 C.20 D.40
3.从5名男生和5名女生中选3人组队参加某集体项目的比赛,其中至少有一名女生入选的组队方案数为( )
A.100 B.110 C.120 D.180
4.将5本不同的书全发给4名同学,每名同学至少有一本书的概率是( )
A. B. C. D.
5.已知某运动员每次投篮命中的概率低于40%,现采用随机模拟的方法估计该运动员三次投篮恰有两次命中的概率:先由计算器产生0到9之间取整数值的随机数,指定1,2,3,4表示命中,5,6,7,8,9,0表示不命中;再以每三个随机数为一组,代表三次投篮的结果.经随机模拟产生了如下20组随机数:
907 966 191 925 271 932 812 458 569 683
431 257 393 027 556 488 730 113 537 989
据此估计,该运动员三次投篮恰有两次命中的概率为( )
A.0.35 B.0.25 C.0.20 D.0.15
6.某产品的广告费用x与销售额y的统计数据如下表
广告费用x(万元)
4
2
3
5
销售额y(万元)
49
26
39
54
根据上表可得回归方程=x+的为9.4,据此模型预报广告费用为6万元时销售额为( )
A.63.6万元 B.65.5万元 C.67.7万元 D.72.0万元
7.右面茎叶图表示的是甲、乙两人在5次综合测评中的成绩,其中一个数字被污损.则甲的平均成绩超过乙的平均成绩的概率为( )
A. B. C. D.
8.已知随机变量X服从正态分布N(μ,σ2),且P(μ﹣2σ<X≤μ+2σ)=0.9544,P(μ﹣σ<X≤μ+σ)=0.6826,若μ=4,σ=1,则P(5<X<6)=( )
A.0.1358 B.0.1359 C.0.2716 D.0.2718
9.从1,3,5,7,9这五个数中,每次取出两个不同的数分别记为a,b,共可得到lga﹣lgb的不同值的个数是( )
A.9 B.10 C.18 D.20
10.(x+)(2x﹣)5的展开式中各项系数的和为2,则该展开式中常数项为( )
A.﹣40 B.﹣20 C.20 D.40
11.某校数学学科中有4门选修课程,3名学生选课,若每个学生必须选其中2门,则每门课程都有学生选的不同的选课方法数为( )
A.84 B.88 C.114 D.118
12.已知O点为△ABC所在平面内一点,且满足+2+3=,现将一粒质点随机撒在△ABC内,若质点落在△AOC的概率为( )
A. B. C. D.
二.填空题:本大题共4小题,每小题4分,共16分.
13.为了抗震救灾,现要在学生人数比例为2:3:5的A、B、C三所高校中,用分层抽样方法抽取n名志愿者,若在A高校恰好抽出了6名志愿者,那么n= .
14.将2名教师,4名学生分成两个小组,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2名学生组成,不同的安排方案共有 种.
15.若(x2+1)(x﹣2)9=a0+a1x+a2x2+…+a11x11,则a1+a2+a3…+a11的值为 .
16.一个兴趣学习小组由12男生6女生组成,从中随机选取3人作为领队,记选取的3名领队中男生的人数为X,则X的期望E(X)= .
三、解答题:解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
17.用数字0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的四位数.
(Ⅰ)可以组成多少个不同的四位数?
(Ⅱ)若四位数的十位数字比个位数字和百位数字都大,则这样的四位数有多少个?
(Ⅲ)将(I)中的四位数按从小到大的顺序排成一数列,问第85项是什么?
18.随机变量X的分布列为
X
﹣1
0
1
2
3
P
0.16
a2
0.3
(Ⅰ)求a的值;
(Ⅱ)求E(X);
(Ⅲ)若Y=2X﹣3,求E(Y).
19.甲、乙两名同学在5次英语口语测试中的成绩统计如图的茎叶图所示.
(1)现要从中选派一人参加英语口语竞赛,从两同学的平均成绩和方差分析,派谁参加更合适;
(2)若将频率视为概率,对学生甲在今后的三次英语口语竞赛成绩进行预测,记这三次成绩中高于80分的次数为ξ,求ξ的分布列与数学期望Eξ.
(注:样本数据x1,x2,…,xn的方差s2= [++…+],其中表示样本均值)
20.“特罗卡”是靶向治疗肺癌的一种药物,为了研究其疗效,医疗专家借助一些肺癌患者,进行人体试验,得到如右丢失一些数据的2×2列联表:
疫苗效果试验列
感染
未感染
总计
没服用
20
30
50
服用
X
y
50
总计
M
N
100
设从没服用该药物的肺癌患者中任选两人,未感染人数为ξ;从服用该药物的肺癌患者中任选两人,未感染人数为η,研究人员曾计算过得出:P(ξ=0)=P(η=0).
(I)求出列联表中数据x,y,M,N的值.
(Ⅱ)能否有97.5%的把握认为该药物对治疗肺癌有疗效吗?
P(K2≥k0)
0.10
0.05
0.025
0.010
k0
2.706
3.841
5.024
6.635
注:K2=.
21.深圳市某校中学生篮球队假期集训,集训前共有6个篮球,其中3个是新球(即没有用过的球),3个是旧球(即至少用过一次的球).每次训练,都从中任意取出2个球,用完后放回.
(1)设第一次训练时取到的新球个数为ξ,求ξ的分布列和数学期望;
(2)求第二次训练时恰好取到一个新球的概率.
22.请先阅读:
在等式cos2x=2cos2x﹣1(x∈R)的两边求导,得:(cos2x)′=(2cos2x﹣1)′,由求导法则,得(﹣sin2x)•2=4cosx•(﹣sinx),化简得等式:sin2x=2cosx•sinx.
(1)利用上题的想法(或其他方法),结合等式(1+x)n=Cn0+Cn1x+Cn2x2+…+Cnnxn(x∈R,正整数n≥2),证明:.
(2)对于正整数n≥3,求证:
(i);
(ii);
(iii).
2015-2016学年福建省泉州市南安一中高二(下)期中数学试卷(理科)
参考答案与试题解析
一.选择题:本大题共12小题,每小题5,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求.
1.从某小学随机抽取100名同学,将他们的身高(单位:厘米)数据绘制成频率分布直方图由图中数据可知身高在[120,130]内的学生人数为( )
A.20 B.25 C.30 D.35
【考点】用样本的频率分布估计总体分布;频率分布直方图.
【分析】由题意,可由直方图中各个小矩形的面积和为1求出a值,再求出此小矩形的面积即此组人数在样本中的频率,再乘以样本容量即可得到此组的人数
【解答】解:由图知,(0.035+a+0.020+0.010+0.005)×10=1,解得a=0.03
∴身高在[120,130]内的学生人数在样本的频率为0.03×10=0.3
故身高在[120,130]内的学生人数为0.3×100=30
故选C
2.二项式的展开式中x的系数为( )
A.5 B.10 C.20 D.40
【考点】二项式定理的应用.
【分析】先求出二项式的展开式的通项,然后令x的指数为1,求出r,从而可求出x的系数.
【解答】解:二项式的展开式的通项为Tr+1=C5rx2(5﹣r)•x﹣r=C5rx10﹣3r;
令10﹣3r=1解得r=3
∴二项式的展开式中x的系数为C53=10
故选B.
3.从5名男生和5名女生中选3人组队参加某集体项目的比赛,其中至少有一名女生入选的组队方案数为( )
A.100 B.110 C.120 D.180
【考点】排列、组合的实际应用.
【分析】根据题意,从反面分析,分别求得“10人中任选3人的组队方案”与“没有女生的方案”的方法数,进而由“没有女生的方案”与“至少有一名女生入选的组队方案”互为对立,计算可得答案.
【解答】解:10人中任选3人的组队方案有C103=120,
没有女生的方案有C53=10,
所以符合要求的组队方案数为110种;
故选B.
4.将5本不同的书全发给4名同学,每名同学至少有一本书的概率是( )
A. B. C. D.
【考点】等可能事件的概率;排列数公式的推导.
【分析】首先用分步乘法计数原理,分析可得,将5本不同的书全发给4名同学的情况总数,再根据排列组合公式,可得每名同学至少有一本书的分法数,由概率的计算方法可得答案.
【解答】解:将5本不同的书全发给4名同学共有4×4×4×4×4=45种分法,
其中每名同学至少有一本书的分法有C52A44,
故每名同学至少有一本书的概率是P=,
故选A.
5.已知某运动员每次投篮命中的概率低于40%,现采用随机模拟的方法估计该运动员三次投篮恰有两次命中的概率:先由计算器产生0到9之间取整数值的随机数,指定1,2,3,4表示命中,5,6,7,8,9,0表示不命中;再以每三个随机数为一组,代表三次投篮的结果.经随机模拟产生了如下20组随机数:
907 966 191 925 271 932 812 458 569 683
431 257 393 027 556 488 730 113 537 989
据此估计,该运动员三次投篮恰有两次命中的概率为( )
A.0.35 B.0.25 C.0.20 D.0.15
【考点】模拟方法估计概率.
【分析】由题意知模拟三次投篮的结果,经随机模拟产生了如下20组随机数,在20组随机数中表示三次投篮恰有两次命中的有可以通过列举得到共5组随机数,根据概率公式,得到结果.
【解答】解:由题意知模拟三次投篮的结果,经随机模拟产生了如下20组随机数,
在20组随机数中表示三次投篮恰有两次命中的有:191、271、932、812、393.
共5组随机数,
∴所求概率为==0.25.
故选B.
6.某产品的广告费用x与销售额y的统计数据如下表
广告费用x(万元)
4
2
3
5
销售额y(万元)
49
26
39
54
根据上表可得回归方程=x+的为9.4,据此模型预报广告费用为6万元时销售额为( )
A.63.6万元 B.65.5万元 C.67.7万元 D.72.0万元
【考点】线性回归方程.
【分析】首先求出所给数据的平均数,得到样本中心点,根据线性回归直线过样本中心点,求出方程中的一个系数,得到线性回归方程,把自变量为6代入,预报出结果.
【解答】解:∵=3.5,
=42,
∵数据的样本中心点在线性回归直线上,
回归方程中的为9.4,
∴42=9.4×3.5+a,
∴=9.1,
∴线性回归方程是y=9.4x+9.1,
∴广告费用为6万元时销售额为9.4×6+9.1=65.5,
故选:B.
7.右面茎叶图表示的是甲、乙两人在5次综合测评中的成绩,其中一个数字被污损.则甲的平均成绩超过乙的平均成绩的概率为( )
A. B. C. D.
【考点】众数、中位数、平均数;茎叶图.
【分析】由已知的茎叶图,我们可以求出甲乙两人的平均成绩,然后求出≤即甲的平均成绩不超过乙的平均成绩的概率,进而根据对立事件减法公式得到答案.
【解答】解:由已知中的茎叶图可得
甲的5次综合测评中的成绩分别为88,89,90,91,92,
则甲的平均成绩==90
设污损数字为X,
则乙的5次综合测评中的成绩分别为83,83,87,99,90+X
则乙的平均成绩==88.4+
当X=8或9时,≤
即甲的平均成绩不超过乙的平均成绩的概率为=
则甲的平均成绩超过乙的平均成绩的概率P=1﹣=
故选C
8.已知随机变量X服从正态分布N(μ,σ2),且P(μ﹣2σ<X≤μ+2σ)=0.9544,P(μ﹣σ<X≤μ+σ)=0.6826,若μ=4,σ=1,则P(5<X<6)=( )
A.0.1358 B.0.1359 C.0.2716 D.0.2718
【考点】正态分布曲线的特点与曲线所表示的意义.
【分析】根据变量符合正态分布,和所给的μ和σ的值,根据3σ原则,得到P(2<X≤6)=0.9544,P(3<X≤5)=0.6826,两个式子相减,根据对称性得到结果.
【解答】解:∵随机变量X服从正态分布N(μ,σ2),
P(μ﹣2σ<X≤μ+2σ)=0.9544,
P(μ﹣σ<X≤μ+σ)=0.6826,
μ=4,σ=1,
∴P(2<X≤6)=0.9544,
P(3<X≤5)=0.6826,
∴P(2<X≤6﹣P(3<X≤5)=0.9544﹣0.6826=0.2718,
∴P(5<X<6)==0.1359
故选B.
9.从1,3,5,7,9这五个数中,每次取出两个不同的数分别记为a,b,共可得到lga﹣lgb的不同值的个数是( )
A.9 B.10 C.18 D.20
【考点】排列、组合与简单计数问题.
【分析】因为lga﹣lgb=,所以从1,3,5,7,9这五个数中,每次取出两个不同的数分别记为a,b,共可得到lga﹣lgb的不同值的个数可看作共可得到多少个不同的数,从1,3,5,7,9这五个数中任取2个数排列后(两数在分子和分母不同),减去相同的数字即可得到答案.
【解答】解:首先从1,3,5,7,9这五个数中任取两个不同的数排列,共有种排法,
因为,,
所以从1,3,5,7,9这五个数中,每次取出两个不同的数分别记为a,b,
共可得到lga﹣lgb的不同值的个数是:20﹣2=18.
故选C.
10.(x+)(2x﹣)5的展开式中各项系数的和为2,则该展开式中常数项为( )
A.﹣40 B.﹣20 C.20 D.40
【考点】二项式系数的性质.
【分析】由于二项式展开式中各项的系数的和为2,故可以令x=1,建立a的方程,解出a的值,然后再由规律求出常数项.
【解答】解:令x=1则有1+a=2,得a=1,故二项式为(x+)(2x﹣)5
故其常数项为﹣22×C53+23C52=40.
故选:D.
11.某校数学学科中有4门选修课程,3名学生选课,若每个学生必须选其中2门,则每门课程都有学生选的不同的选课方法数为( )
A.84 B.88 C.114 D.118
【考点】计数原理的应用.
【分析】利用间接法,先求出没有限制条件的选择方法,再排除2门没有选的,1门没有的选的种数,问题得以解决.
【解答】解:每个学生必须选4门中其中的2门有=216=216种,
其中4门课程中有2门没人选的有=6种,
4门课程中有1门没人选的有4×(﹣3)=96,
故符合题意的有216﹣6﹣96=114,
故选C
12.已知O点为△ABC所在平面内一点,且满足+2+3=,现将一粒质点随机撒在△ABC内,若质点落在△AOC的概率为( )
A. B. C. D.
【考点】几何概型.
【分析】要求该概率即求S△AOC:S△ABC=的比值.由+2+3=,变形为,3,得到O到AC的距离是E到AC距离的一半,B到AC的距离是O到AC距离的3倍,两三角形同底,面积之比转化为概率.
【解答】解:以OB、OC为邻边作平行四边形OBDC,则
∵+2+3=,∴3,作AB的两个三等分点E,F,则,
∴O到AC的距离是E到AC距离的一半,B到AC的距离是O到AC距离的3倍,如图
∴S△AOC=S△ABC.
将一粒黄豆随机撒在△ABC内,黄豆落在△AOC内的概率为P=;
故选:B.
二.填空题:本大题共4小题,每小题4分,共16分.
13.为了抗震救灾,现要在学生人数比例为2:3:5的A、B、C三所高校中,用分层抽样方法抽取n名志愿者,若在A高校恰好抽出了6名志愿者,那么n= 30 .
【考点】分层抽样方法.
【分析】学生人数比例为2:3:5,用分层抽样方法抽取n名志愿者,每个个体被抽到的概率相等,A高校恰好抽出了6名志愿者,则每份有3人,10份共有30人
【解答】解:∵学生人数比例为2:3:5,
A高校恰好抽出了6名志愿者,
∴n==30,
故答案为:30.
14.将2名教师,4名学生分成两个小组,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2名学生组成,不同的安排方案共有 12 种.
【考点】排列、组合与简单计数问题.
【分析】不妨设2名教师为A,B,利用分步计数原理即可求得不同的安排方案种数.
【解答】解:设2名教师为A,B,
第一步,先分组,与A同组的2名学生公有种,另两名学生与B同组有种方法,
第二步,再安排到甲、乙两地参加社会实践活动,有种方法,
由分步计数原理可得,共有••=12种,
故答案为:12.
15.若(x2+1)(x﹣2)9=a0+a1x+a2x2+…+a11x11,则a1+a2+a3…+a11的值为 510 .
【考点】二项式系数的性质.
【分析】用赋值法,在所给的等式中,分别令x=0和1,即可求出对应的值.
【解答】解:在(x2+1)(x﹣2)9=a0+a1x+a2x2+…+a11x11中,
令x=0,得(0+1)×(0﹣2)9=a0,即a0=﹣512;
令x=1,得(1+1)×(1﹣2)9=a0+a1+a2+…+a11=﹣2,
∴a1+a2+a3…+a11=﹣2﹣(﹣512)=510.
故答案为:510.
16.一个兴趣学习小组由12男生6女生组成,从中随机选取3人作为领队,记选取的3名领队中男生的人数为X,则X的期望E(X)= 2 .
【考点】离散型随机变量的期望与方差.
【分析】由题意X的可能取值为0,1,2,3,分别求出相应的概率,由此能求出X的期望E(X).
【解答】解:由题意X的可能取值为0,1,2,3,
P(X=0)==,
P(X=1)==,
P(X=2)==,
P(X=3)==,
∴X的分布列为:
X
0
1
2
3
P
E(X)==2.
故答案为:2.
三、解答题:解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
17.用数字0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的四位数.
(Ⅰ)可以组成多少个不同的四位数?
(Ⅱ)若四位数的十位数字比个位数字和百位数字都大,则这样的四位数有多少个?
(Ⅲ)将(I)中的四位数按从小到大的顺序排成一数列,问第85项是什么?
【考点】计数原理的应用.
【分析】(Ⅰ)用间接法,先分析从6个数中,任取4个组成4位数的情况数目,再计算其中包含0在首位的情况数目,计算可得答案;
(Ⅱ)先选一个数排在首位,再选3个数,排在百,十,个位,其中十位数字比个位数字和百位数字都大,则选的3个数中最大的只能在十位,其它任意
(Ⅲ)按四位数从小到大的顺序,先计算千位是1的四位数的数目,再计算千位是2,百位是0或1的四位数的数目,与85比较可得答案.
【解答】解:(1)用间接法,从6个数中,任取4个组成4位数,有A64种情况,
但其中包含0在首位的有A53种情况,
依题意可得,有A64﹣A53=300个,
(Ⅱ)先选一个数排在首位,再选3个数,排在百,十,个位,其中十位数字比个位数字和百位数字都大,则选的3个数中最大的只能在十位,其它任意,
故有A51C53A22=100个,
(Ⅲ)千位是1的四位数有A53=60个,
千位是2,百位是0或1的四位数有2A42=24个,
∴第85项是2301
18.随机变量X的分布列为
X
﹣1
0
1
2
3
P
0.16
a2
0.3
(Ⅰ)求a的值;
(Ⅱ)求E(X);
(Ⅲ)若Y=2X﹣3,求E(Y).
【考点】离散型随机变量的期望与方差.
【分析】(Ⅰ)根据概率和为1,列出方程即可求出a的值;
(Ⅱ)根据X的分布列,即可计算数学期望值E(X);
(Ⅲ)根据随机变量的数学期望计算公式,计算E(Y)=E(2X﹣3)=2E(X)﹣3.
【解答】解:(Ⅰ)根据题意得,
0.16++a2++0.3=1,
整理得50a2+15a﹣27=0,
解得a=0.6或a=﹣0.9(不合题意,舍去),
所以a的值为0.6;
(Ⅱ)根据X的分布列,得
E(X)=﹣1×0.16+0×+1×0.62+2×+3×0.3=1.34;
(Ⅲ)当Y=2X﹣3时,
E(Y)=E(2X﹣3)
=2E(X)﹣3
=2×1.34﹣3
=0.32.
19.甲、乙两名同学在5次英语口语测试中的成绩统计如图的茎叶图所示.
(1)现要从中选派一人参加英语口语竞赛,从两同学的平均成绩和方差分析,派谁参加更合适;
(2)若将频率视为概率,对学生甲在今后的三次英语口语竞赛成绩进行预测,记这三次成绩中高于80分的次数为ξ,求ξ的分布列与数学期望Eξ.
(注:样本数据x1,x2,…,xn的方差s2= [++…+],其中表示样本均值)
【考点】离散型随机变量的期望与方差;茎叶图;众数、中位数、平均数;极差、方差与标准差.
【分析】(1)根据茎叶图的数据,利用平均数与方差公式,即可求得结论;
(2)求得ξ取值与ξ~(3,),求出相应概率,可得ξ的分布列,从而可求数学期望Eξ.
【解答】解:(1)==86…,==86…,
==37.6…,
==42.4…,
因为,<,所以派甲去更合适….
(2)甲高于80分的频率为,从而每次成绩高于80分的概率P=…,
ξ取值为0,1,2,3,ξ~(3,)…,
直接计算得P(ξ=0)==;P(ξ=1)==;
P(ξ=2)==;P(ξ=3)==,…,
ξ的分布列为
ξ
0
1
2
3
P
所以,Eξ=0×+1×+2×+3×=,…
20.“特罗卡”是靶向治疗肺癌的一种药物,为了研究其疗效,医疗专家借助一些肺癌患者,进行人体试验,得到如右丢失一些数据的2×2列联表:
疫苗效果试验列
感染
未感染
总计
没服用
20
30
50
服用
X
y
50
总计
M
N
100
设从没服用该药物的肺癌患者中任选两人,未感染人数为ξ;从服用该药物的肺癌患者中任选两人,未感染人数为η,研究人员曾计算过得出:P(ξ=0)=P(η=0).
(I)求出列联表中数据x,y,M,N的值.
(Ⅱ)能否有97.5%的把握认为该药物对治疗肺癌有疗效吗?
P(K2≥k0)
0.10
0.05
0.025
0.010
k0
2.706
3.841
5.024
6.635
注:K2=.
【考点】独立性检验的应用.
【分析】(Ⅰ)依题意, =,由此能求出求出列联表中数据x,y,M,N的值.
(2)由题意求出K2≈4.76<5.024,从而可知不能够以97.5%的把握认为对治疗肺癌有疗效.
【解答】解:(Ⅰ)依题意,∵P(ξ=0)=,P(η=0)=,
∴=,
解得x=10,∴y=40,
∴M=30,N=70.
(2)由题意K2=≈4.76.
由参考数据,3.841<K2<5.024,
从而可知不能够以97.5%的把握认为对治疗肺癌有疗效.
21.深圳市某校中学生篮球队假期集训,集训前共有6个篮球,其中3个是新球(即没有用过的球),3个是旧球(即至少用过一次的球).每次训练,都从中任意取出2个球,用完后放回.
(1)设第一次训练时取到的新球个数为ξ,求ξ的分布列和数学期望;
(2)求第二次训练时恰好取到一个新球的概率.
【考点】离散型随机变量的期望与方差.
【分析】(1)ξ的所有可能取值为0,1,2,设“第一次训练时取到i个新球(即ξ=i)”为事件Ai(i=0,1,2),求出相应的概率,可得ξ的分布列与数学期望;
(2)设“从6个球中任意取出2个球,恰好取到一个新球”为事件B,则“第二次训练时恰好取到一个新球”就是事件A0B+A1B+A2B.而事件A0B、A1B、A2B互斥,由此可得结论.
【解答】解:(1)ξ的所有可能取值为0,1,2
设“第一次训练时取到i个新球(即ξ=i)”为事件Ai(i=0,1,2).
因为集训前共有6个篮球,其中3个是新球,3个是旧球,所以
P(A0)=P(ξ=0)==;P(A1)=P(ξ=1)==;P(A2)=P(ξ=2)==,
所以ξ的分布列为
ξ
0
1
2
P
ξ的数学期望为Eξ=0×+1×+2×=1
(2)设“从6个球中任意取出2个球,恰好取到一个新球”为事件B,
则“第二次训练时恰好取到一个新球”就是事件A0B+A1B+A2B,而事件A0B、A1B、A2B互斥,
所以P(A0B+A1B+A2B)=P(A0B)+P(A1B)+P(A2B)=++==.
22.请先阅读:
在等式cos2x=2cos2x﹣1(x∈R)的两边求导,得:(cos2x)′=(2cos2x﹣1)′,由求导法则,得(﹣sin2x)•2=4cosx•(﹣sinx),化简得等式:sin2x=2cosx•sinx.
(1)利用上题的想法(或其他方法),结合等式(1+x)n=Cn0+Cn1x+Cn2x2+…+Cnnxn(x∈R,正整数n≥2),证明:.
(2)对于正整数n≥3,求证:
(i);
(ii);
(iii).
【考点】微积分基本定理;二项式定理;类比推理.
【分析】(1)对二项式定理的展开式两边求导数,移项得到恒等式.
(2)(i)对(1)中的x 赋值﹣1,整理得到恒等式.
(ii)对二项式的定理的两边对x求导数,再对得到的等式对x两边求导数,给x赋值﹣1化简即得证.
(iii)对二项式定理的两边求定积分;利用微积分基本定理求出两边的值,得到要证的等式.
【解答】证明:(1)在等式(1+x)n=Cn0+Cn1x+Cn2x2+…+Cnnxn两边对x求导得n(1+x)n﹣1=Cn1+2Cn2x+…+(n﹣1)Cnn﹣1xn﹣2+nCnnxn﹣1
移项得(*)
(2)(i)在(*)式中,令x=﹣1,整理得
所以
(ii)由(1)知n(1+x)n﹣1=Cn1+2Cn2x+…+(n﹣1)Cnn﹣1xn﹣2+nCnnxn﹣1,n≥3
两边对x求导,得n(n﹣1)(1+x)n﹣2=2Cn2+3•2Cn3x+…+n(n﹣1)Cnnxn﹣2
在上式中,令x=﹣1,得0=2Cn2+3•2Cn3(﹣1)+…+n(n﹣1)Cn2(﹣1)n﹣2
即,
亦即(1)
又由(i)知(2)
由(1)+(2)得
(iii)将等式(1+x)n=Cn0+Cn1x+Cn2x2+…+Cnnxn两边在[0,1]上对x积分
由微积分基本定理,得
所以
2016年8月2日
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