$(3x+2)^4$ の展開式における $x^1$ の係数を求める問題です。

代数学二項定理展開係数
2025/5/25

1. 問題の内容

(3x+2)4(3x+2)^4 の展開式における x1x^1 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します。二項定理は次の式で表されます。
(a+b)n=k=0n(nk)ankbk(a+b)^n = \sum_{k=0}^{n} \binom{n}{k} a^{n-k} b^k
この問題では、a=3xa = 3x, b=2b = 2, n=4n = 4 です。
x1x^1 の項は、k=3k=3 のときにあらわれます。その項は次のようになります。
(43)(3x)43(2)3=(43)(3x)1(2)3\binom{4}{3} (3x)^{4-3} (2)^3 = \binom{4}{3} (3x)^1 (2)^3
(43)\binom{4}{3} は二項係数であり、(43)=4!3!(43)!=4!3!1!=4×3×2×1(3×2×1)(1)=4\binom{4}{3} = \frac{4!}{3!(4-3)!} = \frac{4!}{3!1!} = \frac{4 \times 3 \times 2 \times 1}{(3 \times 2 \times 1)(1)} = 4 です。
したがって、x1x^1 の項は、
4(3x)(23)=43x8=96x4 \cdot (3x) \cdot (2^3) = 4 \cdot 3x \cdot 8 = 96x となります。

3. 最終的な答え

x1x^1 の係数は 9696 です。

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