확률과 통계이항정리수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

이항전개 x제곱 계수

문제

(x+1x)2+(x+1x)3+(x+1x)4+(x+1x)5+(x+1x)6\displaystyle \left( x + \frac{1}{x} \right) ^{2} + \left( x + \frac{1}{x} \right) ^{3} + \left( x + \frac{1}{x} \right) ^{4} + \left( x + \frac{1}{x} \right) ^{5} + \left( x + \frac{1}{x} \right) ^{6} 을 전개한 식에서 x2x ^{2}항의 계수는? [4점] 16162020242428283232

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해설

(x+1x)n\displaystyle \left( x + \frac{1}{x} \right) ^{n}의 일반항은 nCrxnr(1x)r\displaystyle {}_{n} \mathrm{C} _{\mathit{r}} \mathit{x} ^{n - r} \left( \frac{1}{x} \right) ^{r}=nCrxn2r= _{n} \mathrm{C} _{\mathit{r}} \mathit{x} ^{n - 2 r}이므로 n2r=2n - 2 r = 2 (n=2,3,4,5,6)( n = 2 , 3 , 4 , 5 , 6 )에서 n=3,5n = 3 , 5일 때, n2r=2n - 2 r = 2를 만족하는 정수 rr의 값이 존재하지 않으므로 x2x ^{2}항은 존재하지 않는다. n=2,4,6n = 2 , 4 , 6일 때, n2r=2n - 2 r = 2를 만족하는 rr의 값은 각각 0,1,20 , 1 , 2이므로, x2x ^{2}항의 계수는 2C0+4C1+6C2=1+4+15=20{}_{2} \mathrm{C} _{0} + _{4} \mathrm{C} _{1} + _{6} \mathrm{C} _{2} = 1 + 4 + 15 = 20이다.

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