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已知fn(x)=(1+x)n,(Ⅰ)若f2011(x)=a+a1x+…+a2011x2011,求a1+a3+…+a2009+a2011的值;(Ⅱ)若g(x)=f6(x)+2f7(x)+3f8(x),求g(x)中含x6项的系数;(Ⅲ)证明:.
题目详情
已知fn(x)=(1+x)n,
(Ⅰ)若f2011(x)=a+a1x+…+a2011x2011,求a1+a3+…+a2009+a2011的值;
(Ⅱ)若g(x)=f6(x)+2f7(x)+3f8(x),求g(x)中含x6项的系数;
(Ⅲ)证明:.
(Ⅰ)若f2011(x)=a+a1x+…+a2011x2011,求a1+a3+…+a2009+a2011的值;
(Ⅱ)若g(x)=f6(x)+2f7(x)+3f8(x),求g(x)中含x6项的系数;
(Ⅲ)证明:.
▼优质解答
答案和解析
(I)给f2011(x)的展开式中的x分别赋值1,-1;两式相减求出待求的系数和.
(II)由于g(x)是由三个二项式的和组成;利用二项展开式的通项公式求出三个二项式中x6的系数,求它们的和.
(III)构造函数h(x);待证等式的左边即为h(x)展开式含xm的系数和;通过数列的求和方法:错位相减法求出h(x);求出h(x)的展开式含xm项的系数;利用组合数公式化简,恒等式得证.
【解析】
(Ⅰ)因为fn(x)=(1+x)n,
所以f2011(x)=(1+x)2011,
又f2011(x)=a+a1x+…+a2011x2011,
所以f2011(1)=a+a1+…+a2011=22011(1)
f2011(-1)=a-a1+…+a2010-a2011=0(2)
(1)-(2)得:2(a1+a3+…+a2009+a2011)=22011
所以:a1+a3+…+a2009+a2011=f2011(1)=22010(2分)
(Ⅱ)因为g(x)=f6(x)+2f7(x)+3f8(x),
所以g(x)=(1+x)6+2(1+x)7+3(1+x)8
g(x)中含x6项的系数为1+2×C76+3C86=99(4分)
(Ⅲ)设h(x)=(1+x)m+2(1+x)m+1+…+n(1+x)m+n-1(1)
则函数h(x)中含xm项的系数为Cmm+2×Cm+1m+…+nCm+n-1m(7分)
(1+x)h(x)=(1+x)m+1+2(1+x)m+2++n(1+x)m+n(2)
(1)-(2)得-xh(x)=(1+x)m+(1+x)m+1+(1+x)m+2++(1+x)m+n-1-n(1+x)m+n
x2h(x)=(1+x)m-(1+x)m+n+nx(1+x)m+n
h(x)中含xm项的系数,即是等式左边含xm+2项的系数,
等式右边含xm+2项的系数为-Cm+nm+2+nCm+nm+1
=
所以Cmm+2×Cm+1m+…+nCm+n-1m=(13分)
(II)由于g(x)是由三个二项式的和组成;利用二项展开式的通项公式求出三个二项式中x6的系数,求它们的和.
(III)构造函数h(x);待证等式的左边即为h(x)展开式含xm的系数和;通过数列的求和方法:错位相减法求出h(x);求出h(x)的展开式含xm项的系数;利用组合数公式化简,恒等式得证.
【解析】
(Ⅰ)因为fn(x)=(1+x)n,
所以f2011(x)=(1+x)2011,
又f2011(x)=a+a1x+…+a2011x2011,
所以f2011(1)=a+a1+…+a2011=22011(1)
f2011(-1)=a-a1+…+a2010-a2011=0(2)
(1)-(2)得:2(a1+a3+…+a2009+a2011)=22011
所以:a1+a3+…+a2009+a2011=f2011(1)=22010(2分)
(Ⅱ)因为g(x)=f6(x)+2f7(x)+3f8(x),
所以g(x)=(1+x)6+2(1+x)7+3(1+x)8
g(x)中含x6项的系数为1+2×C76+3C86=99(4分)
(Ⅲ)设h(x)=(1+x)m+2(1+x)m+1+…+n(1+x)m+n-1(1)
则函数h(x)中含xm项的系数为Cmm+2×Cm+1m+…+nCm+n-1m(7分)
(1+x)h(x)=(1+x)m+1+2(1+x)m+2++n(1+x)m+n(2)
(1)-(2)得-xh(x)=(1+x)m+(1+x)m+1+(1+x)m+2++(1+x)m+n-1-n(1+x)m+n
x2h(x)=(1+x)m-(1+x)m+n+nx(1+x)m+n
h(x)中含xm项的系数,即是等式左边含xm+2项的系数,
等式右边含xm+2项的系数为-Cm+nm+2+nCm+nm+1
=
所以Cmm+2×Cm+1m+…+nCm+n-1m=(13分)
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