$(2x^2 + 3)^6$ の展開式における $x^6$ の項の係数を求める問題です。

代数学二項定理多項式の展開係数
2025/7/19

1. 問題の内容

(2x2+3)6(2x^2 + 3)^6 の展開式における x6x^6 の項の係数を求める問題です。

2. 解き方の手順

二項定理を用いて展開式の一般項を求めます。
二項定理より、(a+b)n(a+b)^n の展開式の一般項は nCranrbrnCr a^{n-r} b^r で表されます。
この問題では、a=2x2a = 2x^2, b=3b = 3, n=6n = 6 なので、一般項は
6Cr(2x2)6r3r=6Cr26rx2(6r)3r=6Cr26r3rx122r6Cr (2x^2)^{6-r} 3^r = 6Cr 2^{6-r} x^{2(6-r)} 3^r = 6Cr 2^{6-r} 3^r x^{12-2r}
x6x^6 の項の係数を求めるので、122r=612-2r = 6 となる rr を求めます。
122r=612 - 2r = 6 を解くと、2r=62r = 6 より r=3r = 3 となります。
したがって、x6x^6 の項は 6C326333x66C3 2^{6-3} 3^3 x^6 であり、係数は 6C323336C3 2^3 3^3 となります。
6C3=6!3!3!=6×5×43×2×1=206C3 = \frac{6!}{3!3!} = \frac{6 \times 5 \times 4}{3 \times 2 \times 1} = 20 なので、
係数は 20×23×33=20×8×27=160×27=432020 \times 2^3 \times 3^3 = 20 \times 8 \times 27 = 160 \times 27 = 4320 となります。

3. 最終的な答え

4320

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