按 xx 的升幂排列,求下列各项展开式中的前三项:

  1. (i)

    (1+4x)7(1+4x)^7,

  2. (ii)

    (2−x)7(2-x)^7。

  3. (iii)

    由此求 (2+7x−4x2)7(2+7x-4x^2)^7 展开式中 x2x^2 的系数。

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完整解法

12(i)

1. Apply the binomial theorem to expand the expression up to the term in $x^2$

(1+4x)7=1+(71)(4x)+(72)(4x)2+…(1+4x)^7 = 1 + \binom{7}{1}(4x) + \binom{7}{2}(4x)^2 + \dots

2. Evaluate the binomial coefficients and simplify the terms

=1+7(4x)+21(16x2)+…= 1 + 7(4x) + 21(16x^2) + \dots
=1+28x+336x2= 1 + 28x + 336x^2

答案

1+28x+336x21 + 28x + 336x^2

12(ii)

1. Apply the binomial expansion formula for the first three terms

(2−x)7=27+(71)(2)6(−x)+(72)(2)5(−x)2+…(2-x)^7 = 2^7 + \binom{7}{1}(2)^6(-x) + \binom{7}{2}(2)^5(-x)^2 + \dots

2. Evaluate the binomial coefficients and powers

=128+7(64)(−x)+21(32)(x2)+…= 128 + 7(64)(-x) + 21(32)(x^2) + \dots

3. Simplify to obtain the final expression

=128−448x+672x2= 128 - 448x + 672x^2

答案

128−448x+672x2128 - 448x + 672x^2

12(iii)

1. Factorise the quadratic expression in the base

2+7x−4x2=(1+4x)(2−x)2 + 7x - 4x^2 = (1 + 4x)(2 - x)

2. Express the given power as a product of the two expansions from parts (i) and (ii)

(2+7x−4x2)7=[(1+4x)(2−x)]7=(1+4x)7(2−x)7(2 + 7x - 4x^2)^7 = [(1 + 4x)(2 - x)]^7 = (1 + 4x)^7(2 - x)^7

3. Use the expansions from parts (i) and (ii) to find the terms that multiply to give $x^2$

From (i), (1+4x)7=1+28x+336x2+…(1+4x)^7 = 1 + 28x + 336x^2 + \dots
From (ii), (2−x)7=128−448x+672x2+…(2-x)^7 = 128 - 448x + 672x^2 + \dots

(1+4x)7(2−x)7≈(1+28x+336x2)(128−448x+672x2)(1 + 4x)^7(2 - x)^7 \approx (1 + 28x + 336x^2)(128 - 448x + 672x^2)

Terms in x2x^2:
=(1)(672x2)+(28x)(−448x)+(336x2)(128)= (1)(672x^2) + (28x)(-448x) + (336x^2)(128)

4. Calculate the coefficient of $x^2$

Coefficient of x2=672+28(−448)+336(128)x^2 = 672 + 28(-448) + 336(128)
=672−12544+43008= 672 - 12544 + 43008
=31136= 31136

答案

3113631136

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