二项式的展开式中的各项系数和为,所有二项式系数和为,若,求展开式中的常数项.
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完整解法
1. 用赋值法与二项式系数性质分别表示各项系数和 $P$ 与二项式系数和 $Q$
在二项式 中,令 ,可得各项系数和:
根据二项式系数的性质,所有二项式系数和为:
2. 建立关于 $n$ 的方程并求出 $n$ 的值
由已知条件 ,代入 和 得:
设 (其中 ),则方程可化为一元二次方程:
因式分解得:
因为 ,所以 ,即 ,解得 。
3. 写出 $n=4$ 时展开式的通项公式,并确定常数项对应的 $r$ 值
当 时,二项式为 。
展开式的通项公式为:
T_{r+1} = inom{4}{r} (3x^{1/3})^{4-r} (x^{-1})^r = inom{4}{r} 3^{4-r} x^{rac{4-r}{3} - r} = inom{4}{r} 3^{4-r} x^{rac{4-4r}{3}}
令 的指数为 ,即:
4. 代入 $r=1$ 计算常数项的具体数值
将 代入通项公式,求得常数项为:
T_2 = inom{4}{1} \cdot 3^{4-1} = 4 imes 3^3 = 4 imes 27 = 108
答案
展开式中的常数项为 。
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