Question

Difficulty: HardBinom Açılımı
aa bir gerçel sayı olmak üzere,
(ax−2ax2)4\left(ax - \frac{2}{ax^2}\right)^4
ifadesinin xx'in azalan kuvvetlerine göre açılımındaki x4x^4 lü terimin katsayısı AA, xx li terimin katsayısı BB ve x−2x^{-2} li terimin katsayısı CC dir.
8A+13B+12C=08A + 13B + 12C = 0

olduğuna göre, aa'nın alabileceği pozitif gerçel sayı değerlerinin toplamı aşağıdakilerden hangisidir?

  1. 5Answer
  2. B
    6
  3. C
    9
  4. D
    13
  5. E
    15

Answer

Pozitif gerçel sayı değerlerinin toplamı 5'tir.
Genel terim formülüyle elde edilen A=a4A = a^4, B=−8a2B = -8a^2 ve C=24C = 24 değerleri verilen denklemde yerine konulduğunda a4−13a2+36=0a^4 - 13a^2 + 36 = 0 biquadratik denklemi elde edilir. Bu denklemin pozitif gerçel kökleri 22 ve 33 olduğundan, toplamları 55 değerini verir.

Step-by-Step Solution

1
Genel terim formülü yazılır.
ifadenin açılımındaki genel terim: Tr+1=(4r)(ax)4−r(−2ax2)r=(4r)(−2)ra4−2rx4−3rT_{r+1} = \binom{4}{r} (ax)^{4-r} \left(-\frac{2}{ax^2}\right)^r = \binom{4}{r} (-2)^r a^{4-2r} x^{4-3r} şeklinde elde edilir.
İstenen terimlerin katsayılarını bulabilmek için genel terim ifadesine ihtiyaç duyulur.
2
x4x^4, xx ve x−2x^{-2} terimleri için rr değerleri belirlenir.
x4x^4 için 4−3r=4  ⟹  r=04-3r = 4 \implies r=0, x1x^1 için 4−3r=1  ⟹  r=14-3r = 1 \implies r=1 ve x−2x^{-2} için 4−3r=−2  ⟹  r=24-3r = -2 \implies r=2 olarak bulunur.
Katsayıları hesaplamak üzere her bir terimin açılımdaki konumunu (yani rr değerini) tespit etmek gerekir.
3
AA, BB ve CC katsayıları hesaplanır.
A=(40)(−2)0a4=a4A = \binom{4}{0} (-2)^0 a^{4} = a^4, B=(41)(−2)1a2=−8a2B = \binom{4}{1} (-2)^1 a^{2} = -8a^2 ve C=(42)(−2)2a0=24C = \binom{4}{2} (-2)^2 a^{0} = 24 olarak elde edilir.
Verilen denklemde yerine koymak üzere katsayılar aa parametresi cinsinden ifade edilir.
4
Katsayılar 8A+13B+12C=08A + 13B + 12C = 0 denklemine yerleştirilir.
8(a4)+13(−8a2)+12(24)=0  ⟹  8a4−104a2+288=08(a^4) + 13(-8a^2) + 12(24) = 0 \implies 8a^4 - 104a^2 + 288 = 0 denklemi elde edilir.
Soruda verilen katsayı ilişkisi kullanılarak aa değerini belirleyecek denklem kurulur.
5
Denklem sadeleştirilir ve çözülür.
Denklemin her iki tarafı 8'e bölündüğünde a4−13a2+36=0a^4 - 13a^2 + 36 = 0 elde edilir. u=a2u = a^2 dönüşümü yapılırsa, u2−13u+36=0  ⟹  (u−4)(u−9)=0u^2 - 13u + 36 = 0 \implies (u-4)(u-9) = 0 olur. Buradan u=4u = 4 veya u=9u = 9 bulunur. Dolayısıyla a2=4  ⟹  a=±2a^2 = 4 \implies a = \pm 2 ve a2=9  ⟹  a=±3a^2 = 9 \implies a = \pm 3 elde edilir.
Biquadratik denklemin kökleri değişken değiştirme yöntemiyle çözülür.
6
Pozitif aa değerlerinin toplamı bulunur.
Pozitif değerler 22 ve 33 olup, toplamları 2+3=52 + 3 = 5 olarak bulunur.
Soruda istenen pozitif gerçel sayı değerlerinin toplamına ulaşılır.

Key Concept

Binom açılımında genel terim katsayısı ve terimlerin bulunması
Rate this question