已知在 (x−2x)n\left(\sqrt{x} - \frac{2}{x}\right)^n 的展开式中存在关于 x2x^2 的项,其中 nn 为正整数。

  1. (a)

    求 nn 的最小可能值,并解释你的答案。

  2. (b)

    当 n=7n = 7 时,证明在 (48x2−x4)(x−2x)n\left(\frac{48}{x^2} - x^4\right)\left(\sqrt{x} - \frac{2}{x}\right)^n 的展开式中没有常数项。

先不看答案,让 AI 诊断你卡在哪里?

它不会直接告诉你答案,而是问你卡在哪一步看看 AI 是怎么陪你一步步弄懂这道题的

完整解法

7(a)

1. Write down the general term of the binomial expansion

The general term is given by:
Tr+1=(nr)(x)n−r(−2x)rT_{r+1} = \binom{n}{r} (\sqrt{x})^{n-r} \left(-\frac{2}{x}\right)^r

2. Simplify the general term to find the power of $x$

Tr+1=(nr)xn−r2(−2)rx−rT_{r+1} = \binom{n}{r} x^{\frac{n-r}{2}} (-2)^r x^{-r}
Tr+1=(nr)(−2)rxn−r2−rT_{r+1} = \binom{n}{r} (-2)^r x^{\frac{n-r}{2} - r}
Tr+1=(nr)(−2)rxn−3r2T_{r+1} = \binom{n}{r} (-2)^r x^{\frac{n-3r}{2}}

3. Equate the power of $x$ to 2 to find the relationship between $n$ and $r$

For a term in x2x^2, the power of xx must be 2:
n−3r2=2\frac{n-3r}{2} = 2
n−3r=4n - 3r = 4
n=3r+4n = 3r + 4

4. Determine the smallest possible value of $n$ with explanation

Since rr must be a non-negative integer (r⩾0r \geqslant 0), the smallest possible value of nn occurs when r=0r = 0.
n=3(0)+4=4n = 3(0) + 4 = 4

答案

n=4n = 4

AI 分析,可能出错

用 AI 批改,圈出写错的那一步,并自动将你的薄弱点存入错题本,形成你的错因库。

同一知识点的其他题

  1. 1解释为什么 left(kx3+xright)12\\left(kx^3 + x\\right)^{12} 展开式中的所有项都不含 xx 的奇数次幂。 已知在 left(1−fracx2right)2left(kx3+xright)12\\left(1 - \\frac{x}{2}\\right)^2 \\left(kx^3 + x\\right)^{12}…
  2. 2已知 (x+kx2)n\left(x + \dfrac{k}{x^2}\right)^n 是一个二项式展开式,其中 kk 和 nn 是正常数。 用 kk 表示出展开式 (x+kx2)5\left(x + \dfrac{k}{x^2}\right)^5 的前…
  3. 3计算 (x−12x5)18\left(x - \frac{1}{2x^5}\right)^{18} 的二项式展开式中不含 xx 的项(常数项)。
  4. 4二项式(3x3+1x)n(3 \sqrt[3]{x}+ \dfrac {1}{x})^{n}的展开式中的各项系数和为PP,所有二项式系数和为QQ,若P+Q=272P+Q=272,求展开式中的常数项.
  5. 5解释为什么 (ax+2x)6\left(ax + \dfrac{2}{x}\right)^6 的二项式展开式中仅包含 xx 的偶数次幂。 写出并简化 (1−xa)3\left(1 - \dfrac{x}{a}\right)^3 按 xx 升幂排列的展开式的前…