Clase 11 Soluciones RD Sharma – Capítulo 18 Teorema del binomio – Ejercicio 18.2 | conjunto 3

Pregunta 27. Si los términos 3 , 4 , 5 y 6 en el desarrollo de (x + α) n son respectivamente a, b, c y d, demuestre que  \frac{b^2-ac}{c^2-bd}=\frac{5a}{3c} .

Solución:

Nos dan, (x + α) n

Entonces, T 3 = a = n C 2 x n-2 α 2

T 4 = segundo = norte C 3 x n -3 α 3

T 5 = C = norte C 4 x n -4 α 4

T 6 = re = norte C 5 x n -5 α 5

Tenemos que demostrar que, \frac{b^2-ac}{c^2-bd}=\frac{5a}{3c}

=> \frac{b^2-ac}{a}=\frac{5(c^2-bd)}{3c}

=> \frac{b^2-ac}{ab}=\frac{5(c^2-bd)}{3bc}

=> \frac{b}{a}-\frac{c}{b}=\frac{5}{3}\left[\frac{c}{b}-\frac{d}{c}\right]      

=> \frac{^nC_3x^{n-3}α^3}{^nC_2x^{n-2}α^2}-\frac{^nC_4x^{n-4}α^4}{^nC_3x^{n-3}α^3}=\frac{5}{3}\left[\frac{^nC_4x^{n-4}α^4}{^nC_3x^{n-3}α^3}-\frac{^nC_5x^{n-5}α^5}{^nC_4x^{n-4}α^4}\right]

=> \left[\frac{^nC_3}{^nC_2}-\frac{^nC_4}{^nC_3}\right]\frac{\alpha}{x}=\frac{5\alpha}{3x}\left[\frac{^nC_4}{^nC_3}-\frac{^nC_5}{^nC_4}\right]

=> \left[\frac{n-2}{3}-\frac{n-3}{4}\right]=\frac{5}{3}\left[\frac{n-3}{4}-\frac{n-4}{5}\right]

=> \frac{4n-8-3n+9}{12}=\frac{5}{3}\left[\frac{5n-15-4n+16}{20}\right]

=> \frac{n+1}{12}=\frac{5}{3}\left[\frac{n+1}{20}\right]

=> \frac{n+1}{12}=\frac{n+1}{12}

Por lo tanto probado.

Pregunta 28. Si los términos 6 , 7 , 8 y 9 en el desarrollo de (x + α) n son respectivamente a, b, c y d, demuestre que  \frac{b^2-ac}{c^2-bd}=\frac{4a}{3c} .

Solución:

Nos dan, (x + α) n

Entonces, T 6 = a = n C 5 x n-5 α 5

T 7 = segundo = norte C 6 x n -6 α 6

T 8 = C = norte C 7 x n -7 α 7

T 9 = re = norte C 8 x n -8 α 8

Tenemos que demostrar que, \frac{b^2-ac}{c^2-bd}=\frac{4a}{3c}

=> \frac{b^2-ac}{a}=\frac{4(c^2-bd)}{3c}

=> \frac{b^2-ac}{ab}=\frac{4(c^2-bd)}{3bc}

=> \frac{b}{a}-\frac{c}{b}=\frac{4}{3}\left[\frac{c}{b}-\frac{d}{c}\right]

=> \frac{^nC_6x^{n-6}α^6}{^nC_5x^{n-5}α^5}-\frac{^nC_7x^{n-7}α^7}{^nC_6x^{n-6}α^6}=\frac{4}{3}\left[\frac{^nC_7x^{n-7}α^7}{^nC_6x^{n-6}α^6}-\frac{^nC_8x^{n-8}α^8}{^nC_7x^{n-7}α^7}\right]

=> \left[\frac{^nC_6}{^nC_5}-\frac{^nC_7}{^nC_6}\right]\frac{\alpha}{x}=\frac{4\alpha}{3x}\left[\frac{^nC_7}{^nC_6}-\frac{^nC_8}{^nC_7}\right]

=> \left[\frac{n-5}{6}-\frac{n-6}{7}\right]=\frac{4}{3}\left[\frac{n-6}{7}-\frac{n-7}{8}\right]

=> \frac{7n-35-6n+36}{42}=\frac{4}{3}\left[\frac{8n-48-7n+49}{56}\right]

=> \frac{n+1}{42}=\frac{4}{3}\left[\frac{n+1}{56}\right]

=> \frac{n+1}{42}=\frac{n+1}{42}

Por lo tanto probado.

Pregunta 29. Si los coeficientes de tres términos consecutivos en la expansión de (1+x) n son respectivamente 76 , 95 y 76, encuentre n.

Solución:

Nos dan, (1+x) n

Sean los tres términos consecutivos r th , (r+1) th y (r+2) th .

Sabemos que el coeficiente del r -ésimo término de una expresión binomial está dado por n C r-1 .

Coeficiente del término r th = n C r-1 = 76

Coeficiente de (r+1) th término = n C r+1-1 = n C r = 95

Coeficiente de (r+2) th término = n C r+2-1 = n C r+1 = 76

Ahora, \frac{^nC_{r+1}}{^nC_r}=\frac{76}{95}

=> \frac{n-(r+1)+1}{r+1}=\frac{76}{95}

=> \frac{n-r}{r+1}=\frac{4}{5}

=> 5n − 5r = 4r + 4

=> 5n – 9r = 4 . . . . (1)

También, \frac{^nC_{r}}{^nC_{r-1}}=\frac{95}{76}

=> \frac{n-r+1}{r}=\frac{5}{4}

=> 4n − 4r + 4 = 5r

=> 4n – r = -4 . . . . (2)

Restando (2) de (1), obtenemos,

=> norte = 4 + 4

=> norte = 8

Por lo tanto, el valor de n es 8.

Pregunta 30. Si el 6 , 7 y 8 en la expansión  de (x + a) n son respectivamente 112, 7 y 1/4, encuentre x, a y n.

Solución:

Nos dan, (x + a) n

Además, T 6 = n C 5 x n-5 a 5 = 112

T 7 = norte C 6 x n -6 un 6 = 7

T 8 = norte C 7 x n -7 un 7 = 1/4

Ahora, \frac{^nC_6x^{n-6}a^6}{^nC_5x^{n-5}a^5}=\frac{7}{112}

=> \frac{^nC_{n-6}x^{n-6}a^6}{^nC_{n-5}x^{n-5}a^5}=\frac{7}{112}

=> \frac{^nC_{n-6}}{^nC_{n-5}}×\frac{a}{x}=\frac{1}{16}

=> \frac{n-6+1}{n-(n-5)+1}×\frac{a}{x}=\frac{1}{16}

=> \frac{n-5}{6}×\frac{a}{x}=\frac{1}{16}

=>  \frac{a}{x}=\frac{3}{8(n-5)}      . . . . (1)

También, \frac{^nC_7x^{n-7}a^7}{^nC_6x^{n-6}a^6}=\frac{\frac{1}{4}}{7}

=> \frac{^nC_{n-7}x^{n-7}a^7}{^nC_{n-6}x^{n-6}a^6}=\frac{1}{28}

=> \frac{^nC_{n-7}}{^nC_{n-6}}×\frac{a}{x}=\frac{1}{28}

=> \frac{n-7+1}{n-(n-6)+1}×\frac{a}{x}=\frac{1}{28}

=> \frac{n-6}{7}×\frac{a}{x}=\frac{1}{28}

=>  \frac{a}{x}=\frac{1}{4(n-6)}      . . . . (2)

De (1) y (2), obtenemos,

=> \frac{3}{8(n-5)} = \frac{1}{4(n-6)}

=> \frac{3}{2(n-5)} = \frac{1}{n-6}

=> 3n − 18 = 2n − 10

=> norte = 8

Poniendo n = 8 en (2), obtenemos,

=> \frac{a}{x}=\frac{1}{4(8-6)}

=> \frac{a}{x}=\frac{1}{8}

=> x = 8a

Ahora, n C 5 x n-5 a 5 = 112

=> 8 C 5 x 8-5 a 5 = 112

=> 8 C 5 (8a) 3 a 5 = 112

=> \frac{8×7×6}{3×2}×512×a^3×a^5 = 112

=> un 8\frac{1}{256}

=> un 8(\frac{1}{2})^8

=> un = 1/2

Entonces, x = 8 (1/2) = 4

Por tanto, el valor de x, a y n es 4, 1/2 y 8 respectivamente.

Pregunta 31. Si el , y 4º en la expansión  de (x + a) n son respectivamente 240, 720 y 1080 respectivamente, encuentre x, a y n.

Solución:

Nos dan, (x + a) n

Además, T 2 = n C 1 x n-1 a = 240

T 3 = norte C 2 x n -2 un 2 = 720

T 4 = norte C 3 x n -3 un 3 = 1080

Ahora, \frac{^nC_3x^{n-3}a^3}{^nC_2x^{n-2}a^2}=\frac{1080}{720}

=> \frac{^nC_3}{^nC_2}×\frac{a}{x}=\frac{3}{2}

=> \frac{n-3+1}{2+1}×\frac{a}{x}=\frac{3}{2}

=> \frac{n-2}{3}×\frac{a}{x}=\frac{3}{2}

=>  \frac{a}{x}=\frac{9}{2(n-2)}     . . . . (1)

También, \frac{^nC_2x^{n-2}a^2}{^nC_1x^{n-1}a}=\frac{720}{240}

=> \frac{^nC_2}{^nC_1}×\frac{a}{x}=3

=> \frac{n-2+1}{2}×\frac{a}{x}=3

=> \frac{n-1}{2}×\frac{a}{x}=3

=>  \frac{a}{x}=\frac{6}{n-1}      . . . . (2)

De (1) y (2), obtenemos,

=> \frac{9}{2(n-2)}=\frac{6}{n-1}

=> 12n − 24 = 9n − 9

=> 3n = 15

=> norte = 5

Poniendo n = 5 en (2), obtenemos,

=> \frac{a}{x}=\frac{6}{5-1}

=> \frac{a}{x}=\frac{6}{4}

=> \frac{a}{x}=\frac{3}{2}

=> a = \frac{3}{2}x

Ahora, n C 1 x n-1 a = 240

=> 5 C 1 x 5-1 (3x/2) = 240

=> 5 C 1 x 5 (3/2) = 240

=> \frac{5×4!}{4!}×x^5×\frac{3}{2} = 240

=> x^5=\frac{240×2}{5×3}

=> x 5 = 32

=> x 5 = 2 5

=> x = 2

Entonces, a = (3/2) (2) = 3

Por lo tanto, el valor de x, a y n es 2, 3 y 5 respectivamente.

Pregunta 32. Encuentra a, b y n en la expansión de (a+b) n si los primeros tres términos son 729, 7290 y 30375 respectivamente.

Solución:

Nos dan, (a+b) n

Además, T 1 = n C 0 a n = 729

T 2 = norte C 1 un norte-1 segundo 1 = 7290

T 3 = norte C 2 un n -2 segundo 2 = 30375

Ahora, \frac{^nC_1a^{n-1}b^1}{^nC_0a^n} = \frac{7290}{729}

=> ^nC_{n-1}×\frac{b}{a} = 10

=>  \frac{b}{a} = \frac{10}{n}       . . . . (1)

También, \frac{^nC_2a^{n-2}b^2}{^nC_1a^{n-1}b} = \frac{30375}{7290}

=> \frac{^nC_{n-2}}{^nC_{n-1}}×\frac{b}{a} = \frac{25}{6}

=> \frac{n-2+1}{n-(n-1)+1}×\frac{b}{a} = \frac{25}{6}

=> \frac{n-1}{2}×\frac{b}{a} = \frac{25}{6}

=>  \frac{b}{a} = \frac{25}{3(n-1)}     . . . . (2)

De (1) y (2), obtenemos,

=> \frac{10}{n} = \frac{25}{3(n-1)}

=> 30n − 30 = 25n 

=> 5n = 30

=> norte = 6

Entonces, n C 0 a n = 729

=> un 6 = 3 6

=> un = 3

Poniendo a = 3 en (2), obtenemos,

=> \frac{b}{3} = \frac{25}{3(6-1)}

=> \frac{b}{3} = \frac{5}{3}

=> segundo = 5

Por lo tanto, el valor de a, b y n es 3, 5 y 6 respectivamente.

Pregunta 33. Encuentra a, si los coeficientes de x 2 y x 3 en la expansión de (3+ax) 9 son iguales.

Solución:

Tenemos, (3+ax) 9 = 9 C 0 3 9 + 9 C 1 3 8 (ax) 1 + 9 C 2 3 7 (ax) 2 + 9 C 3 3 6 (ax) 3 + . . . .  

Coeficiente de x 2  = 9 C 2 3 7 a 2

Coeficiente de x 3  = 9 C 3 3 6 a 3

De acuerdo con la pregunta, tenemos,

=> 9 C 2 3 7 un 2 = 9 C 3 3 6 un 3

=> \frac{9×8}{2×1}×3=\frac{9×8×7}{3×2×1}×a

=> 81 = 63a

=> un = 9/7

Por lo tanto, el valor de a es 9/7.

Pregunta 34. Encuentra a, si los coeficientes de x y x 3 en la expansión de (2+ax) 4 son iguales.

Solución:

Tenemos, (2+ax) 4 = 4 C 0 2 4 + 4 C 1 2 3 (ax) 1 + 4 C 2 2 2 (ax) 2 + 4 C 3 2 (ax) 3 + . . . . 

Coeficiente de x = 4 C 1 2 3 a

Coeficiente de x 3  = 4 C 3 2 a 3

De acuerdo con la pregunta, tenemos,

=> 4 C 1 2 3 un = 4 C 3 2 un 3

=> 4 C 3 2 3 un = 4 C 3 2 un 3

=> 8a = 2a 3

=> 2a (a − 4) = 0

=> a = 0 o a = 4

Por lo tanto, el valor de a es 0 o 4.

Pregunta 35. Si el término libre de x en la expansión de  (\sqrt{x}-\frac{k}{x^2})^{10}    es 405, encuentre el valor de k.

Solución:

Tenemos, (\sqrt{x}-\frac{k}{x^2})^{10}

El término general de esta expresión será,

Tr +1^{10}C_r(\sqrt{x})^{10-r}(-\frac{k}{x^2})^{r}

^{10}C_r.(x)^{\frac{10-r}{2}-2r}(-k)^r

Si el término es independiente de x , debemos tener,

=> \frac{10-r}{2}-2r=0

=> 10 − r − 4r = 0

=> 5r = 10

=> r = 2

Por lo tanto, el término requerido es el 3er término .

Entonces tenemos, 

=>  ^{10}C_2(\sqrt{x})^{10-2}(-\frac{k}{x^2})^{2}    = 405

=>  ^{10}C_2(\sqrt{x})^{8}(\frac{k^2}{x^4})    = 405

=>  ^{10}C_2(x^{4})(\frac{k^2}{x^4})    = 405 

=>  \frac{10×9}{2×1}×k^2    = 405

=> 45k 2 = 405

=> k2 = 9

=> k = 3

Por lo tanto, el valor de k es 3.

Pregunta 36. Encuentra el sexto término en la expansión (y 1/2 + x 1/3 ) n , si el coeficiente binomial del tercer término desde el final es 45.

Solución:

Tenemos, (y + x) n

El tercer término de la expansión desde el final es (n + 1 − 3 + 1) th term = (n − 1) th term. 

=> T n-1 = T n-2+1 = norte C n -2 (y 1/2 ) n-(n-2) (x 1/3 ) n-2 

Se da el coeficiente de este término, es decir, 45.

=> n C n-2 = 45

=> n (n − 1)/2 = 45

=> norte (norte – 1) = 90

=> norte 2 – norte – 90 = 0

=> norte 2 − 10n + 9n − 90 = 0

=> n(n−10) + 9 (n−10) = 0

=> n = 10 o n = −9 (ignorado)

Entonces, el sexto término de la expansión es T 6 = T 5+1

= 10 C 10-5 (y 1/2 ) 10-(10-5) (x 1/3 ) 10-5 

= 10 C 5 (y 1/2 ) 5 (x 1/3 ) 5

= 252 (y 5/2 ) (x 5/3 )

Pregunta 37. Si p es un número real y si el término medio en la expansión de (p/2 + 2) 8 es 1120, encuentra p.

Solución:

Tenemos, (p/2 + 2) 8

El número total de términos es 8 + 1 = 9 (número impar).

El término medio es (9+1)/2 = 5to término.

Por lo tanto, obtenemos T 5 = T 4+1 =1120

=> 8 C 4 (p/2) 8-4 (2) 4 = 1120

=> 70 (p/2) 4 (2) 4 = 1120

=> 70p 4 = 1120

=> pag 4 = 16

=> pag 4 = 2 4

=> p = 2

Por lo tanto, el valor de p es 2.

Pregunta 38. Encuentra n en el binomio  (\sqrt[2]2+\frac{1}{\sqrt[3]3})^n , si la razón del 7º término desde el principio hasta el final es 1/6.

Solución:

Tenemos, (\sqrt[2]2+\frac{1}{\sqrt[3]3})^n

El 7mo término desde el principio es  ^nC_6(\sqrt[3]2)^{n-6}(\frac{1}{\sqrt[3]3})^6   .

Y el séptimo término desde el final es  ^nC_{n-6}(\sqrt[3]2)^{6}(\frac{1}{\sqrt[3]3})^{n-6}   .

De acuerdo con la pregunta, tenemos,

=> \frac{^nC_6(\sqrt[3]2)^{n-6}(\frac{1}{\sqrt[3]3})^6}{^nC_{n-6}(\sqrt[3]2)^{6}(\frac{1}{\sqrt[3]3})^{n-6}}=\frac{1}{6}

=> (\sqrt[3]2)^{n-12}(\frac{1}{\sqrt[3]3})^{12-n}=\frac{1}{6}

=> (\sqrt[3]2)^{n-12}(\sqrt[3]3)^{n-12}=\frac{1}{6}

=> (6)^{\frac{n-12}{3}}=6^{-1}

=> (n − 12)/3 = −1

=> norte − 12 = −3

=> norte = 9

Por lo tanto, el valor de n es 9.

Pregunta 39. Si el séptimo término desde el principio y el final en la expansión binomial de  (\sqrt[2]2+\frac{1}{\sqrt[3]2})^n  son iguales, encuentra n.

Solución:

Tenemos, (\sqrt[2]2+\frac{1}{\sqrt[3]2})^n

El 7mo término desde el principio es  ^nC_6(\sqrt[3]2)^{n-6}(\frac{1}{\sqrt[3]2})^6   .

Y el séptimo término desde el final es  ^nC_{n-6}(\sqrt[3]2)^{6}(\frac{1}{\sqrt[3]2})^{n-6}   .

De acuerdo con la pregunta, tenemos,

=> ^nC_6(\sqrt[3]2)^{n-6}(\frac{1}{\sqrt[3]2})^6 = \hspace{0.1cm}^nC_{n-6}(\sqrt[3]2)^{6}(\frac{1}{\sqrt[3]2})^{n-6}

=> (\sqrt[3]2)^{n-12}=(\sqrt[3]2)^{12-n}

=> norte – 12 = 12 – norte

=> 2n = 24

=> norte = 12

Por lo tanto, el valor de n es 12.

Publicación traducida automáticamente

Artículo escrito por gurjotloveparmar y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA

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