Biết tổng các hệ số của ba số hạng đầu trong khai triển \( {\left( {{x^2} - \frac{2}{x}} \right)^n} = \mathop \sum \limits_{k = 0}^n C_n^k{\left( { - 1} \right)^k}{\left( {{x^2}} \right)^{n - k}}.{\left( {\frac{2}{x}} \right)^k}\) bằng 49. Khi đó hệ số của số hạng chứa x3 trong khai triển đó là
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có
\( {\left( {{x^2} - \frac{2}{x}} \right)^n} = \mathop \sum \limits_{k = 0}^n C_n^k{\left( { - 1} \right)^k}{\left( {{x^2}} \right)^{n - k}}.{\left( {\frac{2}{x}} \right)^k} = \mathop \sum \limits_{k = 0}^n C_n^k{\left( { - 1} \right)^k}{.2^k}.{x^{2n - 3k}}\)
Vì tổng các hệ số của ba số hạng đầu trong khai triển bằng 49 nên \( C_n^0 - 2C_n^1 + {2^2}C_n^2 = 49{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( * \right)\)
Điều kiện \(n∈N^∗, n≥2\)
Khi đó (∗)
\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} 1 - 2n + {2^2}.\frac{{n\left( {n - 1} \right)}}{2} = 49 \Leftrightarrow {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} 1 - 2n + 2{n^2} - 2n = 49 \Leftrightarrow {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} 2{n^2} - 4n - 48 = 0\\ \Leftrightarrow {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} n = - 4(loai); \Leftrightarrow {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} n = 6(nhan) \end{array}\)
Với n=6 ta có nhị thức \( {\left( {{x^2} - \frac{2}{x}} \right)^6}\)
Số hạng tổng quát của khai triển là: \( \_6^k{\left( { - 1} \right)^k}{.2^k}.{x^{12 - 3k}}\left( {k \in ,{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} 0 \le k \le 6} \right)\)
Số hạng chứa x3 ứng với kk thỏa mãn 12−3k=3⇔k=3 (nhận).
Vậy hệ số của số hạng chứa x3 trong khai triển là \( C_6^3{\left( { - 1} \right)^3}{.2^3} = - 160\)
Đáp án cần chọn là: C