A (1,0 ĐIỂM) TÌM HỆ SỐ CỦA X3 TRONG KHAI TRIỂN NIUTƠN CỦA BIỂU TH...

Câu 9a (1,0 điểm) Tìm hệ số của x

3

trong khai triển Niutơn của biểu thức ( 2+2 x − x

2

− x

3

)

n

biết

rằng:

0

1

C

n

n+ 1 C

nn

= 1

13

3 C

n2

−. ..+ (− 1)

n

1

2 C

n1

+ 1

Cách 1. { Dựa vào tích phân}

Theo khai triển nhị thức Niutơn ta có: ( 1+ x )

n

=C

n0

+C

n1

x+C

n2

x

2

+. ..+ C

nn

x

n

Lấy tích phân 2 vế với cận từ −1 đến 0 ta được:

0n+10

+ C

n1

x+ C

n2

x

2

+. ..+C

nn

x

n

) dx ( 1+ x )

(1+ x )

n

dx= ∫

1

( C

n

n+1 ¿

01

= ( C

n0

x+ C

n1

x 2

2

+ C

n2

x

3

3 +. ..+ C

nn

x

n+1

n+1 ) ¿

−101

1

n+1 =C

n0

1

2 C

1n

+ 1

3 C

n2

−. .. +(− 1 )

n

1

n+ 1 C

nn

=

gt

1

13 n=12

k

= 1

Cách 2. { Dựa vào đẳng thức quen thuộc: k 1 +1 C

n

n+ 1 C

n+1k+1

}

Ta có: k 1

k +1 . n !

n+1 . n! . (n+ 1)

n+1 . ( n+ 1)!

n+1 C

n+k+11

(n− k ) ! (k +1 ) ! = 1

+ 1 C

nk

= 1

( n− k ) !k ! = 1

( n− k ) !k ! ( k +1) = 1

1

− C

n2+1

+ C

n3+1

. . .+ ( −1)

n

C

nn+1+1

) (1)

Do đó ta có: C

n

3 C

n2

. ..+ (− 1)

n

1

n+1 C

nn

= 1

n+ 1 ( C

n+1

Theo khai triển nhị thức Niutơn ta có: ( 1+ x )

n+1

=C

n+10

+C

n+11

x+C

n+12

x

2

+. . .+ C

nn+1+1

x

n+1

với x R

Thay x=−1 vào đẳng thức trên ta thu được:

0

n+1

=C

n+10

− C

n1+1

+ C

n2+1

.. .+( −1)

n+1

C

n+1n+1

⇔C

1n+1

− C

n2+1

+ C

n3+1

. . .+ ( −1)

n

C

nn+1+1

=C

n+10

=1 (2)

Từ (1) và (2) ta suy ra: C

n

n+1 1

13 = 1

n+1 n=12

Bài toán đã cho trở thành tìm hệ số x

3

trong khai triển ( 2+2 x − x

2

− x

3

)

12

Ta có ( 2+ 2 x − x

2

− x

3

)

12

=( 1+ x )

12

( 2− x

2

)

12

, do đó số hạng tổng quát của khai triển

( 2 +2 x − x

2

− x

3

)

12

là:

C

12k

x

k

C

12l

.2

12−l

( − x

2

)

l

=C

12k

. C

12l

.2

12−l

( −1 )

l

. x

k+2l

với k , l là các số nguyên thỏa 0 ≤ k ,l ≤12

Để có x

3

thì k + 2 l=3 , từ đó ta tìm được: k =3 ,l=0 hoặc k =1, l=1

Do đó hệ số của x

3

trong khai triển ( 2+2 x − x

2

− x

3

)

12

là: C

123

.C

120

. 2

12

−C

121

C

121

.2

11

=76 .2

11

B.Theo chương trình Nâng cao