Biết rằng (2 + x)^100 = a0 + a1x + a2x^2 + ... + a100x^100

Trang trước Trang sau

Bài 2.18 trang 37 Chuyên đề Toán 10: Biết rằng (2 + x)¹⁰⁰ = a₀ + a₁x + a₂x² + ... + a₁₀₀x¹⁰⁰. Với giá trị nào của k (0 ≤ k ≤ 100) thì a_k Iớn nhất?

Lời giải:

+) Ta có:

Số hạng chứa x^k trong khai triển của (2 + x)¹⁰⁰ hay (x +2)¹⁰⁰ là

$C_{100}^{100 - k} x^{k} 2^{100 - k} = C_{100}^{k} 2^{100 - k} x^{k} = 2^{100} \frac{C_{100}^{k}}{2^{k}} x^{k} .$

Vậy hệ số của x^k trong khai triển của (x + 2)¹⁰⁰ là:

$2^{100} \frac{C_{100}^{k}}{2^{k}} \Rightarrow a_{k} = 2^{100} \frac{C_{100}^{k}}{2^{k}} .$

+) Giải bất phương trình: a_k ≤ a_{k + 1} (1).

(1) ⇔ $2^{100} \frac{C_{100}^{k}}{2^{k}} \leq 2^{100} \frac{C_{100}^{k + 1}}{2^{k + 1}} \Leftrightarrow \frac{C_{100}^{k}}{2^{k}} \leq \frac{C_{100}^{k + 1}}{2^{k + 1}} \Leftrightarrow \frac{C_{100}^{k}}{C_{100}^{k + 1}} \leq \frac{2^{k}}{2^{k + 1}}$

⇔ $\frac{\frac{100!}{k! (100 - k)!}}{\frac{100!}{(k + 1)! (100 - k - 1)!}} \leq \frac{1}{2}$

⇔ $\frac{(k + 1)! (100 - k - 1)!}{k! (100 - k)!} \leq \frac{1}{2} \Leftrightarrow \frac{k + 1}{100 - k} \leq \frac{1}{2}$

⇔ 2(k + 1) ≤ 100 - k ⇔ 3k ≤ 98 ⇔ k ≤ 32 (vì k là số tự nhiên).

+) Vì a_k ≤ a_{k + 1} ⇔ k ≤ 32 nên a_k ≥ a_{k + 1} ⇔ k ≥ 32

Do đó $a_{1} \leq a_{2} \leq ... \leq a_{32} \leq a_{33} \geq a_{34} \geq a_{35} \geq ... \geq a_{100} .$

Ta thấy dấu "=" không xảy ra với bất kì giá trị nào của k.

Do đó a₃₃ là giá trị lớn nhất trong các a_k.

Xem thêm lời giải bài tập Chuyên đề học tập Toán 10 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Trang trước Trang sau

Giải bài tập lớp 10 sách mới các môn học