题目内容

已知n是正整数,函数F(x)=(1+x)2n的展开式的含xk的项的系数为ak(k=0,1,2,…,2n).

(1)求证:an=()2+()2+…+()2+()2;

(2)求和:a1+2a3+5a5+…+(2k-1)a2k-1+…+(2n-1)a2n-1.

(1)证明:∵f(x)=(1+x)2n=(1+x)n·(1+x)n??

=(+x+…+xk+…+xn)·(+x+…+xk+…+xn),?

由题意知an是(1+x)2n展开式的含xn的项的系数,也即(+x+…+xk+…+xn)·(+x+…+xk+…+xn)展开式的含xn的项的系数,(+x+…+xk+…+xn)·(+x+…+xk+…+xn)的展开式的含xn的项的系数为++…++…+.?

根据组合数的性质=Cn-kn,得

++…++…+?

=()2+()2+…+()2+()2,?

从而an=()2+()2+…+()2+()2得证.                                                             ?

(2)解:∵f(x)=(1+x)2n=a0+a1x+a2x2+…+akxk+…+a2nx2n,??

f′(x)=2n(1+x)2n-1=a1+2a2x+3a3x2+…+kakxk-1+…+2na2nx2n-1.?

x=1,得?

a1+2a2+3a3+4a4+…+kak+…+(2n-1)a2n-1+2na2n=f′(-1)=2n·22n-1=n·4n.?

x=-1,得?

a1-2a2+3a3-4a4+…+(-1)k-1kak+…+(2n-1)a2n-1-2na2n=f′(-1)=0.?

把上述两式左右两边分别相加得?

a1+3a3+…+(2k-1)a2k-1+…+(2n-1)a2n-1=n·22n-1.

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