$(a + \frac{b}{2} + 3c)^8$ の展開式における $a^3b^3c^2$ の項の係数を求める問題です。

代数学多項定理展開係数
2025/6/30

1. 問題の内容

(a+b2+3c)8(a + \frac{b}{2} + 3c)^8 の展開式における a3b3c2a^3b^3c^2 の項の係数を求める問題です。

2. 解き方の手順

多項定理を使って展開します。
(x1+x2+...+xm)n(x_1 + x_2 + ... + x_m)^n の展開式における x1p1x2p2...xmpmx_1^{p_1}x_2^{p_2}...x_m^{p_m} の項の係数は
n!p1!p2!...pm!\frac{n!}{p_1!p_2!...p_m!}
となります。ただし、p1+p2+...+pm=np_1+p_2+...+p_m = n です。
今回の問題では、n=8n=8 であり、a3(b2)3(3c)2a^3 (\frac{b}{2})^3 (3c)^2 の項の係数を求めます。
まず、多項定理から係数を計算します。
aa, b2\frac{b}{2}, 3c3c の指数はそれぞれ3, 3, 2なので、係数は
8!3!3!2!=8×7×6×5×43×2×2=8×7×5×2=560\frac{8!}{3!3!2!} = \frac{8 \times 7 \times 6 \times 5 \times 4}{3 \times 2 \times 2} = 8 \times 7 \times 5 \times 2 = 560
となります。
次に、b2\frac{b}{2} の3乗と 3c3c の2乗の係数を掛けます。
(b2)3=18b3(\frac{b}{2})^3 = \frac{1}{8}b^3
(3c)2=9c2(3c)^2 = 9c^2
したがって、a3(b2)3(3c)2=a318b39c2=98a3b3c2a^3 (\frac{b}{2})^3 (3c)^2 = a^3 \cdot \frac{1}{8} b^3 \cdot 9 c^2 = \frac{9}{8}a^3b^3c^2
求める係数は 560×98=70×9=630560 \times \frac{9}{8} = 70 \times 9 = 630 となります。

3. 最終的な答え

630

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