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专题09排列组合、二项式定理、基本不等式(3大考点)(全国通用)(教师版)_高考一二三轮复习_数学_2027年高考数学专项复习更新中_2026年高考数学二模试题分类汇编(新高考专用)-G288

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文档文本内容

排列与组合
考点1
专题09  排列组合、二项式定理、基本不等式
3 大考点概览
题型01 排列与组合
题型02 二项式定理
题型03 基本不等式
一、单选题
1.(2026·广东茂名·二模)某学校从周一至周五中选择
天开展社会实践活动,周一和周二不能同
时被选中,则不同的选择方案有(    )
A.
种
B.种
C.种
D.
种
【答案】C
【分析】直接用间接法计算可得结果.
【详解】因为从天中选
天,共有
种.而周一和周二同时被选的选法,共有种.
因此,满足条件的方案为
种.
2.(2026·辽宁抚顺·二模)现有甲、乙等五名学生参加“弘扬中华文化”的演讲比赛,已知甲既
不在第一个参演,又不在最后一个参演,且乙不在第三个参演,则不同的参演顺序共有(    )
A.60 种
B.72 种
C.96 种
D.120 种
【答案】A
【详解】若甲在第三个参演,则不同的参演顺序有
种;若甲不在第三个参演,则不同的参
演顺序有
种.根据分类加法计数原理可知,不同的参演顺序共有
种.
3.(2026·河北沧州·二模)某游客计划3 天内游览完A,B,C,D,E 这5 个景点,每天至多游览
2 个景点,且A,B 两个景点不安排在同一天游览,则不同的安排方案种数为(    )
A.36
B.72
C.90
D.144
【答案】B
【分析】先算5 个景点3 天游览的总方案数,再算
、
同天的方案数,用总方案数减
、
同天
的方案数,最终得出结果.
【详解】5 个景点分到3 天,每天至多2 个景点,因此分组只能是2,2,1,所以
,又因为
,所以总方案数
,若A、B 安排在同一天:共
分组方式,又因为三个组分配到3 天,共
种排列,因此A、B 同天的方案数
,
所以
,即不同的安排方案种数为72.
4.(2026·重庆·二模)树人中学选派出甲、乙、丙、丁四名学生参加接力比赛,要求甲不跑第一
棒,丁不跑第四棒,则不同的接力比赛顺序有(    )
A.8 种
B.
种
C.
种
D.
种
【答案】D
【详解】4 名学生排列总数:
,甲跑第一棒的情况:
,
丁跑第四棒的情况:
,甲跑第一棒且丁跑第四棒的情况:
,
总顺序数:
.
5.(2026·黑龙江齐齐哈尔·二模)某人有3 种颜色的灯泡(每种颜色的灯泡足够多),要在如图所
示的图形的6 个顶点A,B,C,
,
,
上各安装一个灯泡,要求同一线段两端的灯泡颜色不
同,则不同的安装方法共有(   )
A.3 种
B.6 种
C.12 种
D.48 种
【答案】C
【详解】法一:先安装下底面的三个顶点有
种不同的安装方法,再安装上底面的三个顶点有
种不同的安装方法.由分步乘法计数原理可知,共有
种不同的安装方法.
法二:依次安装
,
,
,
,
,
六个位置,则有
种不同的安装方法.
6.(2026·山西·二模)若6 个人按原来站的位置重新站成一排,恰有两人站在自己原来的位置上的
概率为(   )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】根据题意,分2 步分析.第一步:先从6 个人里选2 人,这2 人位置不变,其余4 人都不在
自己原来的位置,第二步:分析剩余的4 人都不在自己原来位置的站法数目,由分步计数原理计算
结合古典概率计算公式计算可得答案.
【详解】根据题意,分两步:第一步,先从6 个人里选2 人,这2 人位置不变,有
种选法;
第二步,对于剩余的4 个人,每个人都不能站在原来的位置上,因此第一个人有3 种站法,
被占了自己位置的那个人在剩下三个位置中任选一个,有
种站法,其余2 人只有一种站法,
因此4 个人共有
种站法,故不同的站法有
135 种.而基本事件总数为
,所以
所求概率为
.
7.(2026·黑龙江哈尔滨·二模)哈尔滨市第六中学校开展爱国主义教育实践活动,计划周日组织
高一年级一班至六班前往731 部队罪证陈列馆、哈尔滨烈士纪念馆两处场馆进行参观.现要求每个
场馆分配3 个班级,同时派2 名教师带队,每名教师负责一个场馆的带队工作,请问一共有(   )
种不同的安排方法?
A.20
B.40
C.80
D.120
【答案】B
【分析】先把6 个班级平均分成两组,再分配到两个场馆,再把两位老师每个场馆分配一个即可.
【详解】先把6 个班级平均分成两组,再分配到两个场馆,再把两位老师每个场馆分配一个,
则有
种不同的安排方法.
8.(2026·山东济南·二模)如图,
三边
的中点分别为
,将
六
个数字全部标注在
六个点处,每个点处标注一个数字,使得每个中点处的数字都比
其相邻两顶点处的数字小,则不同的标注方法有(    )
A.36 种
B.48 种
C.60 种
D.72 种
【答案】B
【分析】根据分类加法计数原理及排列数公式计算求解.
【详解】由题意可得顶点标注只能为
或
,其余情况不满足题意.若顶点标注
,则
标注在中点处,此时有
,若顶点标注
,则
只能标注在
之间的边的中点,
此时有
种,所以不同的标注方法有
种.
9.(2026·浙江·二模)从数字0,1,2,3,4 中任取3 个构成的无重复数字的3 位数,其中能被3
整除的偶数共有(   )
A.13 个
B.15 个
C.16 个
D.18 个
【答案】A
【详解】满足条件的3 位数可由
或
或
或
构成,由
构成的偶数有
个;由
构成的偶数有
个;由
构成的偶数有
个;由
构成的偶数有
个. 故共有
个.
10.(2026·江西南昌·二模)某校高三年级准备在接下来的14 周内,安排三次心理健康讲座,分别
记为第
周、第
周、第
周.为了让学生有足够的时间消化内容,学校要求:①第一次与第二
次讲座之间至少间隔2 周
;②第二次与第三次讲座之间也至少间隔2 周
;
③在第一次讲座之前至少预留1 周准备时间,最后一次讲座之后至少预留1 周总结时间,则符合要
求的不同安排方案有(   )
A.120 种
B.84 种
C.70 种
D.56 种
【答案】D
【详解】设
之前的周数为
,
与
之间的周数为
,
与
之间的周数为
,
之后的周数
为
,由题目条件知
,
,
,
,
,令
,
,
,
,得
,
,
,
,
,由隔板法,
符合要求的不同安排方案为
.
11.(2026·山西临汾·二模)将5 名实习生分配到A,B,C 三个班开展实习工作.要求每个班都要有
实习生,当实习生甲不去A 班时,B 班恰有3 名实习生的概率为(   )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】首先甲去
或
班的总数为
,进一步由组合数排列数应用条件概率即可得所
求概率.
【详解】不考虑甲是否去
班,所有实习生分配方案总数为
,
甲去
班的概率相等,所以甲去
或
班的总数为
,
甲不去
班,B 班恰有3 名实习生的情形一,甲去
班且
班有3 名实习生共有
种;
情形二,甲去
班,
班有3 名实习生共有
种,
当实习生甲不去A 班时,B 班恰有3 名实习生的共有
种,
设实习生甲不去A 班为事件
,设B 班恰有3 名实习生为事件
,
当实习生甲不去A 班时,B 班恰有3 名实习生的概率为
.
12.(2026·青海西宁·二模)如图,某校园新建了一处三层的“阶梯式绿植角”,每层从上到下依
次摆放个、
个、个花盆,形成三角形排列,其中有虚线连接的
个花盆为“相邻花盆”,现有
多个红、黄、蓝三种颜色的花盆可供选择,若规定“相邻花盆”颜色不同,且最下层不全为同色花
盆,则花盆摆放的不同方式共有(   )
A.
种
B.
种
C.
种
D.
种
【答案】C
【分析】记上层花盆为
,中层花盆从左到右依次为
、
,下层花盆从左到右依次为
、
、
,则花盆
有种颜色可选,然后对
、
是否同色进行分类讨论,确定
、
、
的涂色种
数,以及
、
、
同色时的涂法种数,结合分类、分步计数原理以及间接法可得结果.
【详解】记上层花盆为
,中层花盆从左到右依次为
、
,下层花盆从左到右依次为
、
、
.
由题可知
有种颜色可选,
①当
、
同色时,有
种颜色可选,此时
、
、
各有
种颜色可选,其中
、
、
同色
时有
种颜色可选,此时花盆摆放的不同方式有
种;
②当
、
不同色时,
有
种颜色可选,
只有种颜色可选,则
有
种颜色可选,
只有
种颜色可选,
有
种颜色可选,其中
、
、
同色时只有种颜色可选,此时花盆摆放的不
同方式有
种.综上,最下层不全为同色时,花盆摆放的不同方式共有
种.
二、多选题
13.(2026·湖北襄阳·二模)下列说法正确的是(    )
A.若
,则
的值为或
.
B.从6 名男生和2 名女生中选出3 名,其中至少有1 名女生的选法共有
种.
C.
的展开式中
的系数为
.
D.从5 本不同的书中选出3 本分配给3 位同学,每人一本,则分配方案总数为60.
【答案】ACD
【详解】选项A:根据组合数性质
等价于
或
,且上标满足
.
列方程:①
,解得
,此时上标为7,符合要求.
②
,解得
,此时上标分别为4 和6,符合要求,故
或,A 正确.
选项B:用间接法计算,总选法
,全是男生的选法
,故至少1 名女生的选法为
种,不是42 种,B 错误.选项C:
的展开通项为
,得到
项分两
类:①2 乘
中
项,系数为;
.②
乘
中
项,系数为
.总系数为
,C 正确.选项D:从5 本不同的书中选3 本分给3 位同学,
属于排列问题,总方案数为
,D 正确.
14.(23-24 高二下·黑龙江鹤岗·开学考试)如图,在某城市中,M,N 两地之间有整齐的方格形道
路网,其中
是道路网中的5 个指定交汇处,今在道路网M,N 处的甲、乙两人分别
要到N,M 处,他们分别随机地选择一条沿街的最短路径,以相同的速度同时出发,直到到达N,
M 处为止,则下列说法正确的是(    )
A.甲从M 到达N 处的方法有15 种
B.甲从M 必须经过
到达N 处的方法有6 种
C.甲、乙两人在
处相遇的概率为
D.甲、乙两人在道路网中5 个指定交汇处相遇的概率为
【答案】ACD
【分析】根据组合数原理可判断A;根据分步乘法计数原理和组合数原理可判断B;根据分步乘法
计数原理、组合数原理和古典概型概率公式可判断C、D.
【详解】对于A,甲从M 到N 的最短路程,只能向上或者向右走,
需要走6 步,2 步向上,4 步向右,共有
种,故A 正确;
对于B,第一步,甲从M 到
,有
种走法,
第二步,从
到N,有
种走法,所以共有
种走法,故B 错误;
对于C,由B 可知甲、乙经过
的走法都有9 种,所以在
处相遇共有
种走法,
而甲、乙两人的总走法有
种,所以两人在
处相遇的概率为
,故C 正确;
对于D,因为甲、乙两人以相同的速度同时出发,因而相遇时走过的路程相等,故两人只能在
处
相遇,由C 可知D 对.故选:ACD.
三、填空题
15.(2026·河南·二模)平面内有两组相交平行线,一组有10 条,一组有5 条,且每组中相邻两平
行直线间距离均为1,则从这两组直线构成的平行四边形中任取一个,取到的平行四边形恰为菱形
的概率为_________.
【答案】
【详解】设
为:“从这两组直线构成的平行四边形中任取一个,取到的平行四边形恰为菱形”,
则
.
16.(2026·贵州黔西南·二模)某非遗工坊有剪纸、木雕、陶艺、刺绣、编织五项技艺展示,需安
排阿珍、阿明、阿华、阿杰、阿丽五位传承人各负责一项.若阿明不负责陶艺且阿丽只能负责剪纸
或刺绣,则不同的安排方法有__________种.
【答案】36
【详解】从阿珍、阿华、阿杰中选一个人负责陶艺,有3 种选择,从剪纸或刺绣中选一个让阿丽负
责,有2 种选择,则剩余3 个人各自从剩下三个项目中选择一个,共有
种,故总的安排方法
有
.
17.(2026·广西桂林·二模)一个不透明的盒子里装有2 个红球、3 个白球、4 个黑球,这些球除颜
色外完全相同.每次从中随机摸出1 个球,记录颜色后不放回,连续摸3 次.设事件A 为“三次摸球
中,恰好有两次颜色相同”,则
______.
【答案】
【详解】为保证每次摸球结果的等可能性,把2 个红球分别记为
,
;3 个白球分别记为
,
,
;4 个黑球分别记为
,
,
,
.
9 个球看成不同的元素,则样本空间的样本点总数为
.
“三次摸球中,恰好有两次颜色相同”分为“两次红球,一次非红球”、“两次白球,一次非白
球”、“两次黑球,一次非黑球”三种情况;事件“两次红球,一次非红球”的样本点个数为:
;
事件“两次白球,一次非白球”的样本点个数为:
;
事件“两次黑球,一次非黑球”的样本点个数为:
;所以
.
18.(2026·福建·二模)为了应对新能源产业爆发式增长带来的挑战,某研究所设立了资源组、电
芯组、基建组三个攻关小组.现安排甲、乙等5 名工作人员到这三个小组协助工作,且每个小组至
少安排一人,每人只能去一个小组,同时,要求安排到电芯组的人数比资源组的人数多,甲、乙两
人不能被安排到资源组,则不同的安排方案种数是__________.(用数字作答)
【答案】
【分析】要求安排到电芯组的人数比资源组的人数多,由于甲、乙两人不能被安排到资源组,针对
甲、乙两人在同一组与不同组进行分类计算,结合要求安排到电芯组的人数比资源组的人数多排除
一些情况,再使用排列组合公式进行计算.
【详解】要求安排到电芯组的人数比资源组的人数多,那么资源组、电芯组、基建组人数分配情况
有
与
,
当甲、乙两人在同一组时,那么甲乙只能同在电芯组或基建组,存在
与
两种分配情况,
此时,
;
当甲、乙两人在不同组时,那么甲乙只能一个在电芯组另一个在基建组,存在
与
两种分
配情况,此时,
;
.
19.(2026·广东茂名·二模)已知1~10 这10 个正整数的随机排列为
,
,…,
.记
,
,2,…,9,事件
为“
,
,…,
满
足
”,则事件
的概率为______,事件
的概率为______.
【答案】     
     
/0.7
【分析】由事件
的定义对10,9,8 三个数所在的集合进行分类讨论,确定8,9,10 都在前段,
因而可得事件
等价于8,9,10 都在前k 个位置,再利用古典概型概率公式结合排列数公式计算
即得.
【详解】记
,
,则
等价于
。
①若10 在后段,则
,
,于是
,不满足;
②若10 在前段,但8 或9 在后段,则
,
,于是
,不满足;
③若8,9,10 都在前段,则
,于是
,满足.因此,事件
等价于8,9,10
都在前k 个位置.计算
:将8,9,10 放在前3 个位置,共3!种选择,余下的7 个位置随机
排列,共7!种选择,因此
.注意到对
,2,…,8,均有
为
的子事
件,因此
.计算
:将8,9,10 放在前9 个位置,等价于第10 位是1 到
7 中的某个数,共7×9!种选择,因此
.
20.(2026·河南信阳·二模)已知
,其中i 为虚数单位,从
组合数
中取出一个数记作
,从展开式中项的系数
中取出一个数记作
,若
,则
的概率为______________.
【答案】
【分析】利用复数的乘法运算可得
,再利用组合数及二项式系数确定有序数对
的个
数,进而求出古典概率.
【详解】依题设,数
都各有41 种取法,因此有序数对
的取法种数为
,
由
,得
,
,
由
,得
,则
,
,
当且仅当为奇数时,
,
则
,即
或
,显然
均为奇数,
当
时,共有20 个对应的有序数对
,当
时,共有20 个对应的有序数对
,
因此使
成立的有序数对
共有40 个,所以
的概率
.
二项式定理
考点2
一、单选题
1.(2026·北京石景山·二模)若
,则n 的值为(    )
A.3
B.4
C.5
D.6
【答案】B
【分析】利用二项式定理补项配凑求和的通项表达式
【详解】由
,解得
.
2.(2026·河北邯郸·二模)已知
,则
被10 除的余数为
(   )
A.1
B.3
C.7
D.9
【答案】D
【分析】利用二项式定理化简原式,将问题转化为求
除以10 所得的余数,即可
得.
【详解】
,
由
,由于最后一项为
,所以
被10 除的余数为9.
3.(2026·江西赣州·二模)已知
,若
,且
,则
的值为(   )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】根据
,利用二项式定理展开,对应系数相等即可求解.
【详解】因为
,所以
,利用二项式定理展开得
,即
,
又因为
,对应系数要相等,则
,又因为
且
,即
,解得
,故
B 正确.
4.(2026·贵州贵阳·二模)在
的展开式中,
项的系数与常数项之比为4,则实数a 的
值为(   )
A.
B.1
C.
D.2
【答案】C
【分析】根据二项式展开式通项求解即可.
【详解】
的展开式通项为
.令
,解得
,则
项的系数为
.令
,解得
,则常数项为
.
由题意
,化简得
,即
.
5.(2026·福建南平·二模)已知二项式
的展开式中所有项的系数和为32,若
,
且
,则
(    )
A.0.2
B.0.4
C.0.6
D.0.8
【答案】D
【详解】二项式
的展开式中所有项的系数和为32,令
,得
,所以
.若
,且
,则
.所以
,所以
.
6.(2026·河北邢台·二模)已知
的展开式中,所有项的二项式系数之和为64,则展开
式中的常数项为(   )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】利用二项式定理系数的性质,求出
,然后通过二项式定理的通项公式求出常数项即可.
【详解】由题意知,
,解得
,
展开式通项公式为
,令
,则
,所以
.
7.(2026·青海西宁·二模)用1,2,3,4,5 组成没有重复数字的五位数
,其中满足
的五位数有
个,则在
的展开式中,
的系
数为(   )
A.15
B.20
C.35
D.45
【答案】C
【详解】可知满足
,则
,此时不同的五位数的个数为
,
的展开式含
的项为
,
则
的系数为
.
8.(2026·湖北武汉·二模)在
的展开式中,含
项的系数为(   )
A.240
B.
C.80
D.
【答案】D
【详解】
的通项
,
项的两种来源,①
中
项与
相乘,②
中
项与
相乘,
①令
,得
,此时该项为
,与
相乘后得到
,
②令
,得
,此时该项为
,与
相乘后得到
,
所以,含
项的系数为
.
二、多选题
9.(2026·四川德阳·二模)设函数
,且记
,则
(       )
A.数列
的首项为1
B.数列
的前10 项和为512
C.数列
的前10 项和为
D.数列
的前10 项和为0
【答案】BD
【详解】由题意知,
是常数项,
是
的系数,
是
的系数,即当
时,数列
的第
项
是
展开式中
的系数.令
,则
,故A 错;
数列
的前10 项和等于
,即
展开式中所有项的系数之和,
令
,则
,故B 正确;
数列
的前10 项和等于
,
令
,则
,而
,
则数列
的前10 项和为
,故C 错误;数列
的前10 项和等于
,
令
,则
,因为
,故D 正确.
10.(2026·浙江台州·二模)设
,
为常数,则(   )
A.
B.
C.
D.
【答案】ABD
【分析】由
,利用两个二项式乘积及其展开式通项求对应项系数判断
A、B,应用赋值法求奇偶数项的和判断C、D.
【详解】由
,对于
,展开式通项为
,
,
对于
,展开式通项为
,
,所以
,A 对,
,B 对,
令
,则
,
令
,则
,
所以
,则
,C 错,
,D 对.
11.(2026·山东济宁·二模)
的展开式中,第项与第
项的二项式系数相等,则(    )
A.展开式共项
B.展开式中常数项为
C.展开式中所有项的二项式系数之和为
D.展开式中所有项的系数之和为
【答案】ACD
【分析】先由两项二项式系数相等可得
,根据二项式定理可判断AC,再通过通项公式可判断
B,用赋值法判断选项D 可得.
【详解】因为
的展开式中,第项与第
项的二项式系数相等,所以
,即
,
得
.所以二项式展开式的项数为
,故A 正确;
对于B,由通项公式
.令
,得
,所以常数
项为
 ,故B 错误.所以二项式展开式中所有项的二项式系数之
和为
,故C 正确;令
,则展开式中所有项的系数之和为
 ,故D
正确;
12.(2026·山西临汾·二模)若
,则下列结论正确
的是(   )
A.展开式中第1014 项的二项式系数最大B.
C.
D.
被16 除的余数是15
【答案】ABC
【分析】利用二项式定理中二项式系数的特点:中间项的二项式系数最大,求解选项A,对二项式
展开式进行赋值,赋值
求解选项B,对二项式展开式的左右两边进行求导再赋值求解即可求
解选项C,对二项式展开式赋值
并观察各项系数特点是否含有16 的因数求解选项D.
【详解】
展开式中二项式系数最大为第1014 项,故选项A 正确,
所以
,又因为
,所以令
则
故选项B 正确.对函数
左右两边求导得:
令
,则
又
,
所以
,故选项C 正确.
,
令
,则
,
除第一项外,其余项均可以被16 整除,所以
被16 除的余数是1,故选项D 错误.
三、填空题
13.(2026·云南保山·二模)已知
的展开式中,
项的系数为-10,则
________.
【答案】4
【详解】
项系数为
,解得
.
14.(2026·北京海淀·二模)在
的展开式中,各项系数的最大值为___________.
【答案】10
【分析】求出二项式的展开式,进而求出各项系数的最大值.
【详解】由于
,所以在
的展开式中,各项系数的最大值
为10.
15.(2026·陕西榆林·模拟预测)
的展开式中
的系数为________.
【答案】
【详解】
的展开式中
的项为:
,
所以
的展开式中
的系数为
.
16.(2026·天津红桥·二模)已知二项式
的展开式中的常数项为
,则实数
______.
【答案】
【详解】由题意得
的展开式中的通项为
,
令
,得
,则常数项为
,即
,解得
.
17.(2026·河南·二模)
的展开式中
的系数为________.
【答案】
【分析】写出展开式通项,令
的指数为,即可求解.
【详解】由于
,而
的展开式的通项为
,
令
,即
,得到系数为
,因此
的展开式中
的系数
为
.
18.(2026·山东青岛·二模)若
展开式的二项式系数之和为
,则展开式的常数项为
___________.(用数字作答)
【答案】
【分析】根据二项式系数的性质,求得
,得到展开式的通项,结合通项,即可求解.
【详解】因为二项式
展开式的二项式系数之和为
,可得
,解得
,
则二项式
展开式的通项为
,令
,可得
,所以展开式的常数项为
.
基本不等式
考点3
19.(2026·河北保定·二模)已知 
的展开式中仅有第6 项的二项式系数最大,则其展开
式中x² 的系数为________.(用数字作答)
【答案】
【详解】由题可知展开式共
项,所以
,又
的展开式的通项为
,令
,解得
,所以x² 的系数为
。
一、单选题
1.(2026·河北沧州·二模)已知
,
,且
,则
的最小值为(   )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】
.因为
,当且仅当
,
即
时,等号成立,所以
,即
,当且仅当
时,等
号成立.
2.(2026·浙江·二模)已知
,则
的最小值为(   )
A.
B.
C.5
D.9
【答案】B
【分析】利用常数代换,结合基本不等式求解可得.
【详解】因为
,所以
,
所以
,当且仅当
,即
时,等号成立,
所以
的最小值为
.
3.(2026·海南省直辖县级单位·二模)已知正数
,
满足
.若不等式
恒成立,则实数
的取值范围是(   )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】由基本不等式乘“ ”法,求得
的最小值,进而可求解.
【详解】由题意可知,不等式
恒成立,即
,
,即
,
,
,
,
,
,
,当且仅当
,
即
时等号成立,
当
时,
取得最小值为8,
,即
,解得
.
4.(2026·广东江门·二模)已知
,
,且
,则
的最小值为(   )
A.11
B.12
C.13
D.14
【答案】C
【分析】方法一:条件等式可化为
,再结合关系
利用基
本不等式求结论;
方法二:由条件等式可得
,消元变形可得
,再利用基本不等式求其
最小值即可.
【详解】(方法一)由
,可得
,因为
,
,所以
,
,
则
,
当且仅当
,即
,
时,等号成立,故
的最小值为13.
(方法二)由
,可得
,因为
,所以
,
则
,
当且仅当
,即
时,等号成立,故
的最小值为13.
5.(2026·江苏·二模)已知
,则
关于
的展开式中各项系数之和的最小值为
(    )
A.2
B.4
C.8
D.16
【答案】D
【分析】代入系数和公式,以及基本不等式求解.
【详解】令
,则展开式中各项系数和为
,因为
,所以
,
当
,即
时等号成立,所以展开式的各项系数之和的最小值为16.
6.(2026·河北衡水·二模)已知平面向量
,
,
,若
,
在上的投影
向量相等,且
,
,则
的最小值为(   )
A.
B.
C.2
D.1
【答案】D
【详解】因为
,
在上的投影向量相等,所以它们的投影也相等,即
,所以
,
又因为
,
,所以
;
已知
,
,满足基本不等式的使用条件,对目标式
,由
得
,因此
,将目标式乘展开
,
根据基本不等式,
,代入得:
当且仅当
时等号成立,即
,结合
,
解得
,
,满足
,
,因此最小值为.
7.(2026·天津南开·二模)已知
时,
的最小值为(   )
A.
B.3
C.
D.
【答案】B
【详解】由
可知
,易知
,且
,
所以
,当且仅当
时,
即
时,等号成立,因此
的最小值为3.
8.(2026·黑龙江哈尔滨·二模)已知半径为2 的圆O,如图所示,AB 为圆的一条直径,C 为线段
AB 上异于端点A、B 的任意一点,过C 作与线段AB 垂直的弦交圆于D、E 两点,连接AD 和BD,
则
的最小值为(    )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】根据射影定理和基本不等式即可求解.
【详解】因为圆的半径为2,所以
,由射影定理可知
,
所以
,
当且仅当
,结合
,即
,
时等号成立,
因此
的最小值为
.
9.(2026·天津河东·二模)“明数理”数学兴趣小组在综合实践过程中为某公司的一款明星科技
产品提供涨价方案,经过小组成员分析讨论形成如下四个方案:
方案甲:第一次提价
,第二次提价
;方案乙:第一次提价
,第二次提价
;
方案丙:第一次和第二次均提价
;
方案丁:第一次提价
,第二次降价
;
其中
,则四个方案中提价最多的方案为(   )
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
【答案】C
【详解】设商品原价为
,对于甲:最终价格为
;
对于乙:最终价格为
;
所以甲、乙方案结果相同,对于丙:最终价格为
;
由均值不等式,
,所以方案丙的最终价格高于甲、乙,
对于丁:最终价格为:
,该式存在负项,
所以明显小于其他方案的结果,综上,提价最多的是方案丙.
10.(2026·山西运城·二模)设正数
,
分别是复数
的实部、虚部,且
,则
的最小值为(   )
A.
B.
C.
D.4
【答案】A
【分析】根据复数的乘法可得
,再利用基本不等式可求
的最小值.
【详解】依题意得
,因为
,所以
,
所以
,即
,
所以
,
当且仅当
,即
时,等号成立,故
的最小值为
.
二、多选题
11.(2026·河北沧州·二模)若
,
,
,则(   )
A.
B.
C.
D.
【答案】BCD
【分析】根据基本不等式可得
,进而可判断A;根据基本不等式“1”的妙用计算可判断B;
根据基本不等式计算可判断C;利用换元法结合二次函数性质计算可判断D.
【详解】对于A 选项,因为
,
,
,所以
,
当且仅当
时取等号,即
,所以
,所以A 选项不正确;
对于B 选项,因为
,当且仅当
时取等号,所以B 选项正确;对于C 选项,因为
,所以
,当且仅当
时取等号,所以C 选项正确;对于D 选项,因为
,
,
,所以
,又因为
,所以
,
所以D 选项正确.
12.(2026·福建漳州·二模)已知正数
满足
,则下列说法正确的是(    )
A.
的最小值为
B.
的最小值为27
C.
的最大值为6
D.若
,则
的最小值为6
【答案】ABD
【分析】利用“1”的代换,完全平方公式,函数导数,三角代换法逐项分析即可.
【详解】对于A,由
,且
,
所以
,
当且仅当
,即
时等号成立,故A 正确;
对于B,因为
,所以
,
所以
,
令
,则
,设
,
所以
,
由
,所以
,令
,解得:
,
当
时,
,当
时,
,
所以
在
上单调递减,在
上单调递增,
所以
,
所以当
即
时,
的最小值为27,故B 正确;
对于C,因为
,所以
,
令
,
则
,
因为
,所以
,
当
时取等号,此时由
,得出
,
因为
,所以条件不满足,故C 错误;
对于D,因为
,所以
,
因为
,所以
,
当且仅当
即
等号成立,故D 正确.
三、填空题
13.(2026·上海杨浦·二模)设正实数
满足
,则
的最小值为______.
【答案】
/
【分析】根据题意,得到
,结合基本不等式,即可求解.
【详解】因为正实数
满足
,可得
,
当且仅当
时,等号成立,所以
的最小值为
.
14.(2026·天津·二模)在平行四边形
中,
,
,点
在线段
上.若
,则
___________;
的最小值为___________.
【答案】          
/
【分析】设
,以
为基底表示
,由此列方程,求得
;利用向量模的
运算以及基本不等式求得
的最小值.
【详解】设
,其中
,则
,
由于
,所以
,则
为正数,
且
.
,当且仅当
时等号成立,
所以
的最小值为
.
15.(2026·广西南宁·二模)设
,
,若不等式
恒成立,则实数
的最大值为______.
【答案】8
【详解】由
.
从而原问题转化为求
的最小值.
因为
,
(以上均为当且仅当
时取等号).所以
.即实数
的最大值为8.
16.(2026·内蒙古包头·二模)在
中,内角
的对边分别为
,若
成等差
数列,则
的最小值为__________.
【答案】
【分析】由已知可得
,结合余弦定理可得
,利用两角差的正切公式可
得
,利用基本不等式可求最小值.
【详解】因为
成等差数列,即
,
则
,
,
所以
,即
,且
,
所以
,
当且仅当
时,等号成立.即
的最小值为
.
17.(2026·山东济宁·二模)
是
的重心,过点
且不过
顶点的直线分别交边
,
于点
,
,记
和
的面积分别为
,
,则
的最小值是________.
【答案】
【分析】设
,利用三角形重心的性质,结合等高的三角形面积关
系建立函数,再利用基本不等式求出最小值.
【详解】设
,由
是
的重心,得
,
则
,又点
共线,因此
,即
,
而
,
,
则
,当且仅当
,即
时取等号,所以
的最小值是
.
18.(2026·辽宁抚顺·二模)已知平面内有5 个互不相等的单位向量
,
,
,
,
.若这5
个向量中恰有1 对向量互相平行,恰有3 对向量互相垂直,则
的最大值为____________.
【答案】
/
【分析】先利用平行向量为相反向量的性质简化问题,再结合题设垂直对数约束,分类讨论并排除
不可能情形,最终确定向量分布,利用向量加法的三角不等式求出和向量模长的最大值.
【详解】因为这5 个单位向量互不相等,且恰有1 对向量互相平行,所以这2 个向量互为相反向量,
令
,则
,若
,
,
中有2 个或3 个向量与
垂直,
则这些向量也与
垂直,所以这5 个向量中,至少有4 对向量互相垂直,不符合题意.
若
,
,
均不与
垂直,也不与
垂直,则
,
,
两两垂直,不符合平面向量的性质.
故
,
,
中恰有1 个向量同时与
,
垂直,令
,
,
则由题可知
,从而
,则
 ,
当且仅当
与
同向时,等号成立,经检验,此时满足题设条件,故
的最大值为
.