Страница 92 - гдз по алгебре 11 класс дидактические материалы Мерзляк, Полонский

Алгебра, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2020, бирюзового цвета

Авторы: Мерзляк А. Г., Полонский В. Б., Рабинович Е. М., Якир М. С.

Тип: Дидактические материалы

Серия: алгоритм успеха

Издательство: Просвещение

Год издания: 2020 - 2025

Уровень обучения: базовый

Цвет обложки: бирюзовый

ISBN: 978-5-09-098610-6

Популярные ГДЗ в 11 классе

Cтраница 92

№127 (с. 92)
Условие. №127 (с. 92)
ГДЗ Алгебра, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2020, бирюзового цвета, страница 92, номер 127, Условие

127. На прямой отметили 16 точек, а на параллельной ей прямой — 10 точек. Сколько существует четырёхугольников с вершинами в отмеченных точках?

Решение. №127 (с. 92)

Для того чтобы составить четырёхугольник с вершинами в отмеченных точках, необходимо выбрать 4 точки. Важное условие для существования невырожденного четырёхугольника — никакие три его вершины не должны лежать на одной прямой.

В данной задаче все точки расположены на двух параллельных прямых. Пусть на первой прямой ($L_1$) находится 16 точек, а на второй ($L_2$) — 10 точек.

Рассмотрим, как можно выбрать 4 точки:

  • Если выбрать 3 точки на одной прямой (например, на $L_1$) и 1 точку на другой (на $L_2$), то получится треугольник.
  • Если выбрать все 4 точки на одной прямой, то они образуют лишь отрезок.

Единственный способ сформировать четырёхугольник — это выбрать 2 вершины на первой прямой и 2 вершины на второй. Любая такая комбинация из четырёх точек (две на одной параллельной прямой и две на другой) будет образовывать трапецию.

Таким образом, задача сводится к нахождению числа способов выбрать 2 точки из 16 на первой прямой и числа способов выбрать 2 точки из 10 на второй прямой, а затем перемножить эти результаты.

Число способов выбрать 2 точки из 16 на первой прямой находится по формуле сочетаний $C_n^k = \frac{n!}{k!(n-k)!}$:

$C_{16}^2 = \frac{16!}{2!(16-2)!} = \frac{16!}{2! \cdot 14!} = \frac{15 \cdot 16}{2 \cdot 1} = 120$ способов.

Число способов выбрать 2 точки из 10 на второй прямой:

$C_{10}^2 = \frac{10!}{2!(10-2)!} = \frac{10!}{2! \cdot 8!} = \frac{9 \cdot 10}{2 \cdot 1} = 45$ способов.

Согласно правилу произведения в комбинаторике, общее количество четырёхугольников равно произведению числа способов выбора точек на каждой из прямых:

$N = C_{16}^2 \cdot C_{10}^2 = 120 \cdot 45 = 5400$.

Ответ: 5400

№128 (с. 92)
Условие. №128 (с. 92)
ГДЗ Алгебра, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2020, бирюзового цвета, страница 92, номер 128, Условие

128. На прямой отметили 16 точек, а на параллельной ей прямой — 10 точек. Сколько существует треугольников с вершинами в отмеченных точках?

Решение. №128 (с. 92)

Для того чтобы построить треугольник, необходимо выбрать три вершины так, чтобы они не лежали на одной прямой. В данной задаче точки расположены на двух параллельных прямых. Обозначим первую прямую, на которой 16 точек, как L1, а вторую прямую, на которой 10 точек, — как L2.

Поскольку все точки на одной прямой коллинеарны, три вершины треугольника не могут быть выбраны с одной и той же прямой. Следовательно, существуют два возможных случая для выбора вершин треугольника:

Случай 1: Две вершины на прямой L1 и одна вершина на прямой L2.

Количество способов выбрать 2 вершины из 16 точек на прямой L1 вычисляется с помощью формулы сочетаний $C_n^k = \frac{n!}{k!(n-k)!}$.

Число способов выбрать 2 точки из 16: $C_{16}^2 = \frac{16!}{2!(16-2)!} = \frac{16 \cdot 15}{2 \cdot 1} = 120$.

Количество способов выбрать 1 вершину из 10 точек на прямой L2: $C_{10}^1 = 10$.

Общее число треугольников для этого случая, согласно комбинаторному правилу произведения, равно:
$N_1 = C_{16}^2 \cdot C_{10}^1 = 120 \cdot 10 = 1200$.

Случай 2: Одна вершина на прямой L1 и две вершины на прямой L2.

Количество способов выбрать 1 вершину из 16 точек на прямой L1: $C_{16}^1 = 16$.

Количество способов выбрать 2 вершины из 10 точек на прямой L2:
$C_{10}^2 = \frac{10!}{2!(10-2)!} = \frac{10 \cdot 9}{2 \cdot 1} = 45$.

Общее число треугольников для этого случая равно:
$N_2 = C_{16}^1 \cdot C_{10}^2 = 16 \cdot 45 = 720$.

Итоговое количество треугольников.

Чтобы найти общее количество всех возможных треугольников, нужно сложить количество треугольников, полученное в первом и втором случаях, согласно комбинаторному правилу суммы:

$N = N_1 + N_2 = 1200 + 720 = 1920$.

Ответ: 1920

№129 (с. 92)
Условие. №129 (с. 92)
ГДЗ Алгебра, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2020, бирюзового цвета, страница 92, номер 129, Условие

129. Сколько существует способов выбрать из натуральных чисел от 1 до 19 пять чисел так, чтобы среди выбранных было ровно два чётных числа?

Решение. №129 (с. 92)

Для решения этой задачи необходимо использовать комбинаторный подход. Нам нужно выбрать 5 чисел из набора натуральных чисел от 1 до 19. Выборка должна удовлетворять условию: ровно два числа должны быть чётными, а остальные, соответственно, нечётными.

Сначала определим, сколько чётных и нечётных чисел содержится в диапазоне от 1 до 19.

  • Чётные числа: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18. Всего 9 чётных чисел.
  • Нечётные числа: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19. Всего 10 нечётных чисел.

Задача разбивается на два независимых действия:

  1. Выбрать 2 чётных числа из 9 имеющихся.
  2. Выбрать 3 нечётных числа из 10 имеющихся.

Поскольку порядок выбора чисел не имеет значения, мы будем использовать формулу для числа сочетаний: $C_n^k = \frac{n!}{k!(n-k)!}$.

1. Найдём количество способов выбрать 2 чётных числа из 9. Здесь $n=9$, $k=2$.

$C_9^2 = \frac{9!}{2!(9-2)!} = \frac{9!}{2!7!} = \frac{9 \times 8}{2 \times 1} = 36$ способов.

2. Найдём количество способов выбрать 3 нечётных числа из 10. Здесь $n=10$, $k=3$.

$C_{10}^3 = \frac{10!}{3!(10-3)!} = \frac{10!}{3!7!} = \frac{10 \times 9 \times 8}{3 \times 2 \times 1} = 10 \times 3 \times 4 = 120$ способов.

Чтобы найти общее количество способов выбрать 5 чисел, удовлетворяющих условию, нужно перемножить количество способов для каждого действия (согласно правилу произведения в комбинаторике).

Общее число способов = $C_9^2 \times C_{10}^3 = 36 \times 120 = 4320$.

Ответ: 4320

№130 (с. 92)
Условие. №130 (с. 92)
ГДЗ Алгебра, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2020, бирюзового цвета, страница 92, номер 130, Условие

130. В воинском подразделении служат 12 человек. Их нужно разделить на три группы по 4 человека в каждой для охраны трёх объектов. Сколько существует способов это сделать?

Решение. №130 (с. 92)

Данная задача относится к области комбинаторики. Нам необходимо найти общее число способов разделения 12 различных людей на три группы по 4 человека, при этом каждая группа назначается для охраны одного из трёх различных объектов. Поскольку объекты различны, то и группы, которые им назначаются, являются различимыми (упорядоченными).

Решение можно разбить на три последовательных шага:

  1. Выбор первой группы для охраны первого объекта. Нужно выбрать 4 человека из 12. Порядок выбора людей внутри группы не имеет значения, поэтому используем формулу числа сочетаний $C_n^k = \frac{n!}{k!(n-k)!}$. Количество способов для первого шага: $C_{12}^4 = \frac{12!}{4!(12-4)!} = \frac{12!}{4!8!} = \frac{12 \cdot 11 \cdot 10 \cdot 9}{4 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 1} = 495$ способов.
  2. Выбор второй группы для охраны второго объекта. После выбора первой группы осталось $12 - 4 = 8$ человек. Из них нужно выбрать 4 человека для второй группы. Количество способов для второго шага: $C_8^4 = \frac{8!}{4!(8-4)!} = \frac{8!}{4!4!} = \frac{8 \cdot 7 \cdot 6 \cdot 5}{4 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 1} = 70$ способов.
  3. Выбор третьей группы для охраны третьего объекта. Оставшиеся $8 - 4 = 4$ человека формируют третью группу. Количество способов для третьего шага: $C_4^4 = \frac{4!}{4!(4-4)!} = \frac{4!}{4!0!} = 1$ способ.

Для нахождения общего числа способов необходимо перемножить количество способов на каждом шаге, так как эти выборы являются независимыми событиями.

Общее количество способов $N = C_{12}^4 \times C_8^4 \times C_4^4 = 495 \times 70 \times 1 = 34650$.

Этот же результат можно получить, используя формулу для полиномиального коэффициента (числа способов упорядоченного разбиения множества): $N = \frac{12!}{4!4!4!} = \frac{479001600}{24 \cdot 24 \cdot 24} = \frac{479001600}{13824} = 34650$.

Ответ: 34650.

№131 (с. 92)
Условие. №131 (с. 92)
ГДЗ Алгебра, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2020, бирюзового цвета, страница 92, номер 131, Условие

131. Сколько существует способов выбрать из натуральных чисел от 1 до 19 пять чисел так, чтобы среди выбранных было не менее двух чётных чисел?

Решение. №131 (с. 92)

Для решения этой комбинаторной задачи сначала определим состав исходного множества чисел. В диапазоне натуральных чисел от 1 до 19 содержится 19 чисел. Разобьем их на две группы:

  • Чётные числа: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18. Всего 9 чётных чисел.
  • Нечётные числа: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19. Всего 10 нечётных чисел.

Нам необходимо выбрать 5 чисел из этих 19. Условие задачи — «не менее двух чётных чисел». Это означает, что в нашей выборке из 5 чисел может быть 2, 3, 4 или 5 чётных чисел. Поскольку порядок выбора чисел не имеет значения, мы будем использовать формулу для числа сочетаний: $C_n^k = \frac{n!}{k!(n-k)!}$.

Задачу можно решить двумя способами.

Способ 1. Прямой подсчёт

Этот способ заключается в том, чтобы рассмотреть все возможные случаи, удовлетворяющие условию, и сложить полученные количества способов.

1. Выбрано 2 чётных и 3 нечётных числа.
Число способов выбрать 2 чётных числа из 9: $C_9^2 = \frac{9 \cdot 8}{2 \cdot 1} = 36$.
Число способов выбрать 3 нечётных числа из 10: $C_{10}^3 = \frac{10 \cdot 9 \cdot 8}{3 \cdot 2 \cdot 1} = 120$.
Общее число способов для этого случая (по правилу произведения): $C_9^2 \cdot C_{10}^3 = 36 \cdot 120 = 4320$.

2. Выбрано 3 чётных и 2 нечётных числа.
Число способов выбрать 3 чётных из 9: $C_9^3 = \frac{9 \cdot 8 \cdot 7}{3 \cdot 2 \cdot 1} = 84$.
Число способов выбрать 2 нечётных из 10: $C_{10}^2 = \frac{10 \cdot 9}{2 \cdot 1} = 45$.
Общее число способов: $C_9^3 \cdot C_{10}^2 = 84 \cdot 45 = 3780$.

3. Выбрано 4 чётных и 1 нечётное число.
Число способов выбрать 4 чётных из 9: $C_9^4 = \frac{9 \cdot 8 \cdot 7 \cdot 6}{4 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 1} = 126$.
Число способов выбрать 1 нечётное из 10: $C_{10}^1 = 10$.
Общее число способов: $C_9^4 \cdot C_{10}^1 = 126 \cdot 10 = 1260$.

4. Выбрано 5 чётных и 0 нечётных чисел.
Число способов выбрать 5 чётных из 9: $C_9^5 = C_9^4 = 126$.
Число способов выбрать 0 нечётных из 10: $C_{10}^0 = 1$.
Общее число способов: $C_9^5 \cdot C_{10}^0 = 126 \cdot 1 = 126$.

Теперь сложим количество способов для всех рассмотренных случаев, чтобы найти итоговый результат:
$4320 + 3780 + 1260 + 126 = 9486$.

Способ 2. Метод исключения (через дополнение)

Этот метод часто бывает проще. Найдём общее число способов выбрать 5 любых чисел из 19, а затем вычтем из него число «неблагоприятных» способов. Неблагоприятные способы — это те, где чётных чисел меньше двух, то есть 0 или 1.

1. Общее число способов.
Число способов выбрать 5 чисел из 19:
$C_{19}^5 = \frac{19 \cdot 18 \cdot 17 \cdot 16 \cdot 15}{5 \cdot 4 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 1} = 11628$.

2. Число неблагоприятных способов.
а) 0 чётных и 5 нечётных чисел. Все 5 чисел выбираются из 10 нечётных. Число способов: $C_9^0 \cdot C_{10}^5 = 1 \cdot \frac{10 \cdot 9 \cdot 8 \cdot 7 \cdot 6}{5 \cdot 4 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 1} = 252$.
б) 1 чётное и 4 нечётных числа. Выбираем 1 чётное из 9 и 4 нечётных из 10. Число способов: $C_9^1 \cdot C_{10}^4 = 9 \cdot \frac{10 \cdot 9 \cdot 8 \cdot 7}{4 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 1} = 9 \cdot 210 = 1890$.
Общее число неблагоприятных способов: $252 + 1890 = 2142$.

3. Итоговый результат.
Вычитаем из общего числа способов число неблагоприятных:
$11628 - 2142 = 9486$.

Оба способа приводят к одному и тому же результату.

Ответ: 9486

№132 (с. 92)
Условие. №132 (с. 92)
ГДЗ Алгебра, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2020, бирюзового цвета, страница 92, номер 132, Условие

132. Прямые $a$, $b$ и $c$ параллельны, но не лежат в одной плоскости. На указанных прямых отметили соответственно 6, 9 и 13 точек. Сколько существует тетраэдров с вершинами в отмеченных точках?

Решение. №132 (с. 92)

Для построения тетраэдра необходимо выбрать четыре точки, не лежащие в одной плоскости. В задаче даны три параллельные прямые a, b и c, которые сами не лежат в одной плоскости. На прямой a отмечено 6 точек, на прямой b — 9 точек, и на прямой c — 13 точек.

Проанализируем, как можно выбрать 4 точки, чтобы они не были копланарными (не лежали в одной плоскости):

  • Если выбрать 3 или 4 точки с одной и той же прямой, они будут лежать на одной прямой (коллинеарны) и не смогут образовать тетраэдр.
  • Если выбрать все 4 точки только с двух прямых (например, с прямых a и b), то все они будут лежать в плоскости, определяемой этими двумя параллельными прямыми. Следовательно, они будут копланарны и также не смогут образовать тетраэдр.

Таким образом, для того чтобы 4 точки не были копланарными, их необходимо выбрать со всех трех прямых. Поскольку по условию прямые a, b и c не лежат в одной плоскости, любой набор из четырех точек, в котором представлены все три прямые, будет образовывать тетраэдр.

Единственный способ распределить 4 точки между тремя прямыми — это взять 2 точки с одной прямой и по 1 точке с двух других. Рассмотрим все три возможных случая такого выбора.

Случай 1: 2 точки с прямой a, 1 точка с прямой b и 1 точка с прямой c

Количество способов выбрать 2 точки из 6 на прямой a равно числу сочетаний $C_n^k = \frac{n!}{k!(n-k)!}$:

$C_6^2 = \frac{6!}{2!(6-2)!} = \frac{6 \cdot 5}{2} = 15$.

Количество способов выбрать 1 точку из 9 на прямой b: $C_9^1 = 9$.

Количество способов выбрать 1 точку из 13 на прямой c: $C_{13}^1 = 13$.

Общее число тетраэдров для этого случая по правилу произведения: $N_1 = C_6^2 \cdot C_9^1 \cdot C_{13}^1 = 15 \cdot 9 \cdot 13 = 1755$.

Случай 2: 1 точка с прямой a, 2 точки с прямой b и 1 точка с прямой c

Количество способов выбрать 1 точку из 6 на прямой a: $C_6^1 = 6$.

Количество способов выбрать 2 точки из 9 на прямой b: $C_9^2 = \frac{9!}{2!(9-2)!} = \frac{9 \cdot 8}{2} = 36$.

Количество способов выбрать 1 точку из 13 на прямой c: $C_{13}^1 = 13$.

Общее число тетраэдров для этого случая: $N_2 = C_6^1 \cdot C_9^2 \cdot C_{13}^1 = 6 \cdot 36 \cdot 13 = 2808$.

Случай 3: 1 точка с прямой a, 1 точка с прямой b и 2 точки с прямой c

Количество способов выбрать 1 точку из 6 на прямой a: $C_6^1 = 6$.

Количество способов выбрать 1 точку из 9 на прямой b: $C_9^1 = 9$.

Количество способов выбрать 2 точки из 13 на прямой c: $C_{13}^2 = \frac{13!}{2!(13-2)!} = \frac{13 \cdot 12}{2} = 78$.

Общее число тетраэдров для этого случая: $N_3 = C_6^1 \cdot C_9^1 \cdot C_{13}^2 = 6 \cdot 9 \cdot 78 = 4212$.

Общее количество тетраэдров

Так как эти три случая являются взаимоисключающими, общее количество тетраэдров равно сумме тетраэдров, полученных в каждом случае:

$N = N_1 + N_2 + N_3 = 1755 + 2808 + 4212 = 8775$.

Ответ: 8775

№133 (с. 92)
Условие. №133 (с. 92)
ГДЗ Алгебра, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2020, бирюзового цвета, страница 92, номер 133, Условие

133. Раскройте скобки в выражении:

1) $(m-n)^6;$

2) $(2n-1)^7;$

3) $(x^2+1)^5;$

4) $\left(1-\frac{1}{n}\right)^4.$

Решение. №133 (с. 92)

Для раскрытия скобок в данных выражениях используется формула бинома Ньютона:

$(a+b)^n = C_n^0 a^n + C_n^1 a^{n-1}b + C_n^2 a^{n-2}b^2 + \dots + C_n^{n-1} ab^{n-1} + C_n^n b^n$,

где $C_n^k = \frac{n!}{k!(n-k)!}$ — биномиальные коэффициенты, которые также можно найти с помощью треугольника Паскаля.

1) Раскроем скобки в выражении $(m-n)^6$.

Здесь $a=m$, $b=-n$ и $n=6$. Биномиальные коэффициенты для $n=6$ равны: 1, 6, 15, 20, 15, 6, 1.

$(m-n)^6 = 1 \cdot m^6 + 6 \cdot m^5(-n)^1 + 15 \cdot m^4(-n)^2 + 20 \cdot m^3(-n)^3 + 15 \cdot m^2(-n)^4 + 6 \cdot m^1(-n)^5 + 1 \cdot (-n)^6$

$= m^6 - 6m^5n + 15m^4n^2 - 20m^3n^3 + 15m^2n^4 - 6mn^5 + n^6$

Ответ: $m^6 - 6m^5n + 15m^4n^2 - 20m^3n^3 + 15m^2n^4 - 6mn^5 + n^6$.

2) Раскроем скобки в выражении $(2n-1)^7$.

Здесь $a=2n$, $b=-1$ и $n=7$. Биномиальные коэффициенты для $n=7$ равны: 1, 7, 21, 35, 35, 21, 7, 1.

$(2n-1)^7 = 1 \cdot (2n)^7 + 7 \cdot (2n)^6(-1)^1 + 21 \cdot (2n)^5(-1)^2 + 35 \cdot (2n)^4(-1)^3 + 35 \cdot (2n)^3(-1)^4 + 21 \cdot (2n)^2(-1)^5 + 7 \cdot (2n)^1(-1)^6 + 1 \cdot (-1)^7$

$= 1 \cdot 128n^7 - 7 \cdot 64n^6 + 21 \cdot 32n^5 - 35 \cdot 16n^4 + 35 \cdot 8n^3 - 21 \cdot 4n^2 + 7 \cdot 2n - 1$

$= 128n^7 - 448n^6 + 672n^5 - 560n^4 + 280n^3 - 84n^2 + 14n - 1$

Ответ: $128n^7 - 448n^6 + 672n^5 - 560n^4 + 280n^3 - 84n^2 + 14n - 1$.

3) Раскроем скобки в выражении $(x^2+1)^5$.

Здесь $a=x^2$, $b=1$ и $n=5$. Биномиальные коэффициенты для $n=5$ равны: 1, 5, 10, 10, 5, 1.

$(x^2+1)^5 = 1 \cdot (x^2)^5 + 5 \cdot (x^2)^4(1)^1 + 10 \cdot (x^2)^3(1)^2 + 10 \cdot (x^2)^2(1)^3 + 5 \cdot (x^2)^1(1)^4 + 1 \cdot (1)^5$

$= x^{10} + 5x^8 + 10x^6 + 10x^4 + 5x^2 + 1$

Ответ: $x^{10} + 5x^8 + 10x^6 + 10x^4 + 5x^2 + 1$.

4) Раскроем скобки в выражении $(1-\frac{1}{n})^4$.

Здесь $a=1$, $b=-\frac{1}{n}$ и $n=4$. Биномиальные коэффициенты для $n=4$ равны: 1, 4, 6, 4, 1.

$(1-\frac{1}{n})^4 = 1 \cdot (1)^4 + 4 \cdot (1)^3(-\frac{1}{n})^1 + 6 \cdot (1)^2(-\frac{1}{n})^2 + 4 \cdot (1)^1(-\frac{1}{n})^3 + 1 \cdot (-\frac{1}{n})^4$

$= 1 - 4 \cdot \frac{1}{n} + 6 \cdot \frac{1}{n^2} - 4 \cdot \frac{1}{n^3} + \frac{1}{n^4}$

$= 1 - \frac{4}{n} + \frac{6}{n^2} - \frac{4}{n^3} + \frac{1}{n^4}$

Ответ: $1 - \frac{4}{n} + \frac{6}{n^2} - \frac{4}{n^3} + \frac{1}{n^4}$.

№134 (с. 92)
Условие. №134 (с. 92)
ГДЗ Алгебра, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2020, бирюзового цвета, страница 92, номер 134, Условие

134. Вычислите сумму $4^n + C_n^1 4^{n-1} + C_n^2 4^{n-2} + \dots + C_n^{n-1} 4 + 1.$

Решение. №134 (с. 92)

Данная сумма представляет собой выражение:

$S = 4^n + C_n^1 4^{n-1} + C_n^2 4^{n-2} + \dots + C_n^{n-1} 4 + 1$

Это выражение очень похоже на разложение бинома Ньютона, формула которого выглядит следующим образом:

$(a+b)^n = \sum_{k=0}^{n} C_n^k a^{n-k} b^k = C_n^0 a^n b^0 + C_n^1 a^{n-1} b^1 + C_n^2 a^{n-2} b^2 + \dots + C_n^{n-1} a^1 b^{n-1} + C_n^n a^0 b^n$

Для того чтобы привести исходную сумму к виду разложения бинома, преобразуем ее, используя свойства биномиальных коэффициентов и степеней:

1. Первый член $4^n$ можно записать как $C_n^0 4^n$, так как $C_n^0 = 1$.

2. Последний член $1$ можно записать как $C_n^n 4^0$, так как $C_n^n = 1$ и $4^0 = 1$.

Таким образом, исходную сумму можно переписать в виде:

$S = C_n^0 4^n + C_n^1 4^{n-1} + C_n^2 4^{n-2} + \dots + C_n^{n-1} 4^1 + C_n^n 4^0$

Теперь сравним это выражение с формулой бинома Ньютона. Мы видим, что оно является разложением для $(a+b)^n$, если выбрать $a=4$.

Чтобы найти $b$, заметим, что в каждом члене нашей суммы как бы отсутствует множитель $b^k$. Это возможно, если $b=1$, так как $1^k = 1$ для любого $k$.

Подставим $b=1$ в нашу сумму, чтобы увидеть полное соответствие:

$S = C_n^0 4^n \cdot 1^0 + C_n^1 4^{n-1} \cdot 1^1 + C_n^2 4^{n-2} \cdot 1^2 + \dots + C_n^{n-1} 4^1 \cdot 1^{n-1} + C_n^n 4^0 \cdot 1^n$

Это в точности разложение $(4+1)^n$.

Следовательно, вычисляем значение суммы:

$S = (4+1)^n = 5^n$

Ответ: $5^n$

№135 (с. 92)
Условие. №135 (с. 92)
ГДЗ Алгебра, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2020, бирюзового цвета, страница 92, номер 135, Условие

135. В выражении $(c + d)^n$ раскрыли скобки, используя формулу бинома Ньютона. Оказалось, что сумма коэффициентов полученного многочлена равна 1024. Найдите значение $n$.

Решение. №135 (с. 92)

Для решения задачи воспользуемся формулой бинома Ньютона для выражения $(c+d)^n$:

$(c+d)^n = \binom{n}{0}c^n d^0 + \binom{n}{1}c^{n-1}d^1 + \binom{n}{2}c^{n-2}d^2 + \dots + \binom{n}{n}c^0d^n$

Коэффициентами этого многочлена являются биномиальные коэффициенты: $\binom{n}{0}, \binom{n}{1}, \binom{n}{2}, \dots, \binom{n}{n}$.

Сумма коэффициентов многочлена может быть найдена путем подстановки в него единиц вместо всех переменных. В данном случае, подставим $c=1$ и $d=1$ в исходное выражение $(c+d)^n$.

Сумма коэффициентов $S$ равна:

$S = (1+1)^n = 2^n$

С другой стороны, сумма коэффициентов — это сумма всех биномиальных коэффициентов в разложении:

$S = \binom{n}{0} + \binom{n}{1} + \binom{n}{2} + \dots + \binom{n}{n}$

Известно, что $\sum_{k=0}^{n} \binom{n}{k} = 2^n$.

По условию задачи, сумма коэффициентов равна 1024. Следовательно, мы можем составить уравнение:

$2^n = 1024$

Чтобы найти $n$, представим число 1024 в виде степени двойки:

$1024 = 2 \times 512 = 2 \times 2 \times 256 = 2^2 \times 2^8 = 2^{10}$

Таким образом, получаем:

$2^n = 2^{10}$

Отсюда следует, что $n=10$.

Ответ: $n=10$

Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.

Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz

Присоединиться