Giải SBT Toán 10 trang 47 Chân trời sáng tạo tập 2

Bài 1 trang 47 SBT Toán 10 - Chân trời sáng tạo

Khai triển các biểu thức sau:

a) \({\left( {x + 3y} \right)^4}\) b) \({\left( {3 - 2x} \right)^5}\) c) \({\left( {x - \frac{2}{x}} \right)^5}\) d) \({\left( {3\sqrt x  - \frac{1}{{\sqrt x }}} \right)^4}\)\(\)

Lời giải:

a) \({\left( {x + 3y} \right)^4} = C_4^0{x^4}{\left( {3y} \right)^0} + C_4^1{x^3}{\left( {3y} \right)^1} + C_4^2{x^2}{\left( {3y} \right)^2} + C_4^3{x^1}{\left( {3y} \right)^3} + C_4^4{x^0}{\left( {3y} \right)^4}\)

\({x^4} + 12{x^3}y + 54{x^2}{y^2} + 108{x^1}{y^3} + 81{y^4}\)

b) \(\begin{array}{l}{\left( {3 - 2x} \right)^5} = C_5^0{3^5}{\left( { - 2x} \right)^0} + C_5^1{3^4}{\left( { - 2x} \right)^1} + C_5^2{3^3}{\left( { - 2x} \right)^2} + C_5^3{3^2}{\left( { - 2x} \right)^3} + C_5^4{3^1}{\left( { - 2x} \right)^4} + C_5^5{3^0}{\left( { - 2x} \right)^5}\\ = 243 - 810{x^1} + 1080{x^2} - 720{x^3} + 240{x^4} - 32{x^5}\end{array}\)

c) \(\begin{array}{l}{\left( {x - \frac{2}{x}} \right)^5} = C_5^0{x^5}{\left( { - \frac{2}{x}} \right)^0} + C_5^1{x^4}{\left( { - \frac{2}{x}} \right)^1} + C_5^2{x^3}{\left( { - \frac{2}{x}} \right)^2} + C_5^3{x^2}{\left( { - \frac{2}{x}} \right)^3} + C_5^4{x^1}{\left( { - \frac{2}{x}} \right)^4} + C_5^5{x^0}{\left( { - \frac{2}{x}} \right)^5}\\ = {x^5} - 10{x^3} + 40x - \frac{{80}}{x} + \frac{{80}}{{{x^3}}} - \frac{{32}}{{{x^5}}}\end{array}\)

d)

\(\begin{array}{l}{\left( {3\sqrt x  - \frac{1}{{\sqrt x }}} \right)^4} = C_4^0{\left( {3\sqrt x } \right)^4}{\left( { - \frac{1}{{\sqrt x }}} \right)^0} + C_4^1{\left( {3\sqrt x } \right)^3}{\left( { - \frac{1}{{\sqrt x }}} \right)^1} + C_4^2{\left( {3\sqrt x } \right)^2}{\left( { - \frac{1}{{\sqrt x }}} \right)^2}\\ + C_4^3{\left( {3\sqrt x } \right)^1}{\left( { - \frac{1}{{\sqrt x }}} \right)^3} + C_4^4{\left( {3\sqrt x } \right)^0}{\left( { - \frac{1}{{\sqrt x }}} \right)^4}\\ = 81{x^2} - 108x + \frac{2}{3} - \frac{{12}}{x} + \frac{1}{{{x^2}}}\end{array}\)

Bài 2 trang 47 SBT Toán 10 - Chân trời sáng tạo

Khai triển và rút gọn biểu thức \(\left( {x - 2} \right){\left( {2x + 1} \right)^4}\)

Lời giải:

+ Khai triển:

\(\begin{array}{l}{\left( {2x + 1} \right)^4} = C_4^0{\left( {2x} \right)^4} + C_4^1{\left( {2x} \right)^3} + C_4^2{\left( {2x} \right)^2} + C_4^3{\left( {2x} \right)^1} + C_4^4{\left( {2x} \right)^0}\\ = 16{x^4} + 32{x^3} + 24{x^2} + 8x + 1\end{array}\)

 \( \Rightarrow \left( {x - 2} \right){\left( {2x + 1} \right)^4} = \left( {x - 2} \right)\left( {16{x^4} + 32{x^3} + 24{x^2} + 8x + 1} \right)\)

\(\begin{array}{l} = 16{x^5} - 32{x^4} + 32{x^4} - 64{x^3} + 24{x^3} - 48{x^2} + 8{x^2} - 16x + x - 2\\ = 16{x^5} - 40{x^3} - 40{x^2} - 15x - 2\end{array}\)

Bài 3 trang 47 SBT Toán 10 - Chân trời sáng tạo

Tìm giá trị của tham số a để trong khai triển \(\left( {a + x} \right){\left( {1 + x} \right)^4}\) có một số hạng \(22{x^2}\)

Lời giải:

+ Khai triển:

\(\begin{array}{l}{\left( {1 + x} \right)^4} = C_4^0{\left( x \right)^4} + C_4^1{\left( x \right)^3} + C_4^2{\left( x \right)^2} + C_4^3{\left( x \right)^1} + C_4^4{\left( x \right)^0}\\ = {x^4} + 4{x^3} + 6{x^2} + 4x + 1\end{array}\)

=>\(\left( {a + x} \right){\left( {1 + x} \right)^4} = \left( {a + x} \right)\left( {{x^4} + 4{x^3} + 6{x^2} + 4x + 1} \right)\)

\( = a{x^4} + {x^5} + 4a{x^3} + 4{x^4} + 6a{x^2} + 6{x^3} + 4ax + 4{x^2} + a + x\)

Ta có hệ số của \({x^2}\) là \(6a + 4 = 22 \Rightarrow a = 3\)

Bài 4 trang 47 SBT Toán 10 - Chân trời sáng tạo

Biết rằng trong khai triển \({\left( {ax - 1} \right)^5}\), hệ số của \({x^4}\) gấp 4 lần hệ số của \({x^2}\). Hãy tìm giá trị của tham số a.

Lời giải:

Khai triển \({\left( {ax - 1} \right)^5} = C_5^0{\left( {ax} \right)^5} + C_5^1{\left( {ax} \right)^4}{\left( { - 1} \right)^1} + C_5^2{\left( {ax} \right)^3}{\left( { - 1} \right)^2} + C_5^3{\left( {ax} \right)^2}{\left( { - 1} \right)^3} + C_5^4{\left( {ax} \right)^1}{\left( { - 1} \right)^4} + C_5^5{\left( { - 1} \right)^5}\)

+ Hệ số của \({x^4}\) là: \( - 5{a^4}\)

+ Hệ số của \({x^2}\) là: \( - 10{a^2}\)

\(\begin{array}{l} \Rightarrow  - 5{a^4} = 4.\left( { - 10{a^2}} \right) \Rightarrow  - 5{a^4} + 40{a^2} = 0 \Rightarrow  - 5{a^2}\left( {{a^2} - 8} \right) = 0\\ \Rightarrow {a^2} = 8 \Rightarrow a =  \pm 2\sqrt 2 \end{array}\)

Bài 5 trang 47 SBT Toán 10 - Chân trời sáng tạo

Biết rằng trong khai triển của \({\left( {ax + \frac{1}{x}} \right)^4}\), số hạng không chứa \(x\) là 24. Hãy tìm giá trị của tham số \(a\).

Lời giải:

Khai triển \({\left( {ax + \frac{1}{x}} \right)^4}\) có số hạng tổng quát: \(C_4^k{\left( {ax} \right)^{4 - k}}{\left( {\frac{1}{x}} \right)^k} = C_4^k{a^{4 - k}}{x^{4 - 2k}}\)

Số hạng không chứa \(x\) khi \(4 - 2k = 0 \Rightarrow k = 2\)

\( \Rightarrow \) Hệ số của khai triển là \(C_4^2{a^2} = 24 \Rightarrow 6{a^2} = 24 \Rightarrow {a^2} = 4 \Rightarrow a = 2\)

Vậy \(a = 2\).

Bài 6 trang 47 SBT Toán 10 - Chân trời sáng tạo

Cho biểu thức \(A = {\left( {2 + x} \right)^4} + {\left( {2 - x} \right)^4}\)

a) Khai trển và rút gọn biểu thức A

b) Sử dụng kết quả ở câu a, tính gần đúng \(A = 2,{05^4} + 1,{95^4}\)

Lời giải:

a) + Khai triển:

 \(\begin{array}{l}{\left( {2 + x} \right)^4} = C_4^0{2^4} + C_4^1{2^3}{x^1} + C_4^2{2^2}{x^2} + C_4^3{2^1}{x^3} + C_4^4{x^4}\\ = 16 + 32x + 24{x^2} + 8x + {x^4}\end{array}\)

\(\begin{array}{l}{\left( {2 - x} \right)^4} = C_4^0{2^4} + C_4^1{2^3}{\left( { - x} \right)^1} + C_4^2{2^2}{\left( { - x} \right)^2} + C_4^3{2^1}{\left( { - x} \right)^3} + C_4^4{\left( { - x} \right)^4}\\ = 16 - 32x + 24{x^2} - 8x + {x^4}\end{array}\)

\(\begin{array}{l} \Rightarrow A = {\left( {2 + x} \right)^4} + {\left( {2 - x} \right)^4}\\ = 16 + 32x + 24{x^2} + 8x + {x^4} + 16 - 32x + 24{x^2} - 8x + {x^4}\\ = 32 + 48{x^2} + 2{x^4}\end{array}\)

b) Với \(x = 0,05\) ta có: \(A = 2,{05^4} + 1,{95^4} = 32 + 48.0,{05^2} + 2.0,{05^4} \approx 32,12\)

Bài 7 trang 47 SBT Toán 10 - Chân trời sáng tạo

Bạn An có 4 cái bánh khác nhau từng đôi một. An có bao nhiêu cách chọn ra một số cái bánh (tính cả trường hợp không chọn cái nào) để mang theo trong buổi dã ngoại?

Lời giải:

Giả sử An chọn k cái bánh, \(0 \le k \le 4\)

Số cách chọn k cái bánh trong 4 cái bánh là: \(C_4^k \) cách chọn

An có thể chọn: 0; 1; 2; 3; 4 cái bánh

\( \Rightarrow \) Số cách chọn của An là:

\(C_4^0 + C_4^1+ C_4^2 + C_4^3+ C_4^4 = (1+1)^4 = 2^4 =16 \)  cách chọn

Sachbaitap.com