$(2x+3y)^5$ の展開式における一般項を求め、特に $[x^3y^2]$ の項の係数を求める問題です。

代数学二項定理展開多項式係数
2025/5/6

1. 問題の内容

(2x+3y)5(2x+3y)^5 の展開式における一般項を求め、特に [x3y2][x^3y^2] の項の係数を求める問題です。

2. 解き方の手順

二項定理を利用して展開式の一般項を求めます。 (a+b)n(a+b)^n の展開式の一般項は nCranrbr {}_n C_r a^{n-r} b^r で表されます。
この問題では、 a=2xa=2x, b=3yb=3y, n=5n=5 です。
一般項は 5Cr(2x)5r(3y)r {}_5 C_r (2x)^{5-r} (3y)^r となります。
x3y2x^3 y^2 の項を見つけるには、 5r=35-r = 3 かつ r=2r = 2 となる rr を探します。r=2r=2 は条件を満たします。
したがって、x3y2x^3 y^2 の項は 5C2(2x)3(3y)2 {}_5 C_2 (2x)^3 (3y)^2 となります。
5C2=5!2!3!=5×42×1=10{}_5 C_2 = \frac{5!}{2!3!} = \frac{5 \times 4}{2 \times 1} = 10
(2x)3=8x3(2x)^3 = 8x^3
(3y)2=9y2(3y)^2 = 9y^2
したがって、x3y2x^3 y^2 の項は 10×8x3×9y2=10×8×9x3y2=720x3y210 \times 8x^3 \times 9y^2 = 10 \times 8 \times 9 x^3 y^2 = 720x^3 y^2 となります。
したがって、 x3y2x^3 y^2 の係数は 720 です。
一般項は 5Cr(2x)5r(3y)r=5Cr25r3rx5ryr {}_5 C_r (2x)^{5-r} (3y)^r = {}_5 C_r 2^{5-r} 3^r x^{5-r} y^rとなります。

3. 最終的な答え

720

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