Biết tổng các hệ số của ba số hạng đầu trong khai triển \({\left( {{x^2} - \dfrac{2}{x}} \right)^n} = \sum\limits_{k = 0}^n {C_n^k{{\left( { - 1} \right)}^k}{{\left( {{x^2}} \right)}^{n - k}}.{{\left( {\dfrac{2}{x}} \right)}^k}} \) bằng \(49\). Khi đó hệ số của số hạng chứa \({x^3}\) trong khai triển đó là
Trả lời bởi giáo viên
Ta có \({\left( {{x^2} - \dfrac{2}{x}} \right)^n} = \sum\limits_{k = 0}^n {C_n^k{{\left( { - 1} \right)}^k}{{\left( {{x^2}} \right)}^{n - k}}.{{\left( {\dfrac{2}{x}} \right)}^k}} = \sum\limits_{k = 0}^n {C_n^k{{\left( { - 1} \right)}^k}{{.2}^k}.{x^{2n - 3k}}} \)
Vì tổng các hệ số của ba số hạng đầu trong khai triển bằng \(49\) nên \(C_n^0 - 2C_n^1 + {2^2}C_n^2 = 49\,\,\,\left( * \right)\)
Điều kiện \(n \in \mathbb{N}^*\), \(n \ge 2\).
Khi đó \(\left( * \right)\)\( \Leftrightarrow \,\,\,1 - 2n + {2^2}.\dfrac{{n\left( {n - 1} \right)}}{2} = 49\)\( \Leftrightarrow \,\,\,1 - 2n + 2{n^2} - 2n = 49\)\( \Leftrightarrow \,\,\,2{n^2} - 4n - 48 = 0\)\( \Leftrightarrow \,\,\,n = - 4\) (loại), \(n = 6\) (nhận).
Với \(n = 6\) ta có nhị thức \({\left( {{x^2} - \dfrac{2}{x}} \right)^6}\).
Số hạng tổng quát của khai triển là: \(C_6^k{\left( { - 1} \right)^k}{.2^k}.{x^{12 - 3k}}\)\(\left( {k \in \mathbb{N},\,\,0 \le k \le 6} \right)\).
Số hạng chứa \({x^3}\) ứng với \(k\) thỏa mãn \(12 - 3k = 3\)\( \Leftrightarrow \)\(k = 3\) (nhận).
Vậy hệ số của số hạng chứa \({x^3}\) trong khai triển là \(C_6^3{\left( { - 1} \right)^3}{.2^3} = - 160\).
Hướng dẫn giải:
- Tìm hệ số \(3\) số hạng đầu rồi lập phương trình ẩn \(n\) theo điều kiện bài cho.
- Giải phương trình ẩn \(n\) rồi sử dụng công thức khai triển \({\left( {a + b} \right)^n} = \sum\limits_{k = 0}^n {C_n^k{a^{n - k}}{b^k}} \) tìm hệ số của \({x^3}\)