(2) $(x - 2y + 3z)^5$ の展開式における $xy^2z^2$ の項の係数を求める問題です。

代数学多項定理展開式係数
2025/4/29

1. 問題の内容

(2) (x2y+3z)5(x - 2y + 3z)^5 の展開式における xy2z2xy^2z^2 の項の係数を求める問題です。

2. 解き方の手順

多項定理を利用します。一般に、(x1+x2++xm)n(x_1 + x_2 + \dots + x_m)^n の展開式における x1k1x2k2xmkmx_1^{k_1}x_2^{k_2}\dots x_m^{k_m} の項の係数は、n!k1!k2!km!\frac{n!}{k_1!k_2!\dots k_m!} で与えられます。ただし、k1+k2++km=nk_1 + k_2 + \dots + k_m = n を満たす必要があります。
今回の問題では、(x2y+3z)5(x - 2y + 3z)^5xy2z2xy^2z^2 の項の係数を求めるので、x1=xx_1 = x, x2=2yx_2 = -2y, x3=3zx_3 = 3z, n=5n=5, k1=1k_1 = 1, k2=2k_2 = 2, k3=2k_3 = 2 となります。
まず、k1+k2+k3=1+2+2=5=nk_1 + k_2 + k_3 = 1 + 2 + 2 = 5 = n を満たすことを確認します。
次に、多項定理の公式を適用して、係数を計算します。
5!1!2!2!x1(2y)2(3z)2=5!1!2!2!x(2)2y2(3)2z2 \frac{5!}{1!2!2!} x^1 (-2y)^2 (3z)^2 = \frac{5!}{1!2!2!} x (-2)^2 y^2 (3)^2 z^2
=5×4×3×2×11×2×1×2×1x(4)y2(9)z2=30x(4)y2(9)z2 = \frac{5 \times 4 \times 3 \times 2 \times 1}{1 \times 2 \times 1 \times 2 \times 1} x (4) y^2 (9) z^2 = 30 x (4) y^2 (9) z^2
=30×4×9xy2z2=1080xy2z2 = 30 \times 4 \times 9 xy^2z^2 = 1080 xy^2z^2
したがって、xy2z2xy^2z^2 の項の係数は 10801080 です。

3. 最終的な答え

10801080

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