다음은 x에 대한 다항식 (x+a2)n과 (x2−2a)(x+a)n의 전개식에서 xn−1의 계수가 같게 되는 두 자연수 a와 n(n≥4)의 값을 구하는 과정의 일부이다.
(x+a2)n의 전새식에서 xn−1의 계수는 a2n이다.
(x2−2a)(x+a)n=x2(x+a)n−2a(x+a)n에서
x2(x+a)n을 전개하면 xn−1의 계수는 □(가)×a3이고,
2a(x+a)n을 전개하면 xn−1의 계수는 2a2n이다.
따라서 (x2−2a)(x+a)n의 전개식에서 xn−1의 계수는
□(가)×a3−2a2n
이다. 그러므로
a2n=□(가)×a3−2a2n
이고, 이 식을 정리하여 a를 n에 관한 식으로 나타내면
a=□(나)18
이다. 여기서 a는 자연수이고 n은 4 이상의 자연수이므로
n=□(다)
이다.
위의 (가), (나)에 알맞은 식을 각각 f(n), g(n)이라 하고, (다)에 알맞은 수를 k라 할 때, f(k)+g(k)의 값은? [4점]
①10②16③22④28⑤34