Hệ số của \(x^4\) trong khai triển nhị thức \((3x - 4)^5\) là
A. 1620
B. 60
C. -60
D. -1620
Phân tích bài toán
Tóm tắt đề bài
Khai triển biểu thức \((3x - 4)^5\), sau đó xác định hệ số đứng trước \(x^4\).
Kiến thức cần dùng
Công thức khai triển nhị thức Newton bậc 5: \((a + b)^5 = a^5 + 5a^4b + 10a^3b^2 + 10a^2b^3 + 5ab^4 + b^5\). Số hạng chứa \(x^4\) tương ứng với số hạng \(5a^4b\) khi đặt \(a = 3x\), \(b = -4\).
Phương pháp giải
Chỉ cần xác định số hạng chứa \(x^4\) trong khai triển. Số hạng đó là \(5(3x)^4(-4)\), tính giá trị số hạng này rồi đọc hệ số của \(x^4\).
Ứng dụng thực tế
Trong lập trình, khai triển nhị thức giúp tính nhanh lũy thừa của tổng mà không cần nhân tay nhiều lần — tương tự như khi em tính nhanh \((x+1)^5\) để kiểm tra kết quả của một hàm số.
Gợi ý (0/3)
Gợi ý 1:
Viết \((3x - 4)^5\) theo dạng \((a + b)^5\) với \(a = 3x\) và \(b = -4\). Số hạng chứa \(x^4\) trong công thức khai triển là số hạng nào?
Gợi ý 2:
Số hạng chứa \(x^4\) chính là \(5a^4b = 5(3x)^4(-4)\). Em hãy tính \((3x)^4 = 3^4 \cdot x^4 = 81x^4\), sau đó nhân với \(5 \cdot (-4)\).
Gợi ý 3:
\(5 \times 81 \times (-4) = 5 \times (-324) = -1620\). Vậy hệ số của \(x^4\) là \(-1620\).
Lời giải chi tiết
Áp dụng công thức khai triển nhị thức bậc 5:
\[(a + b)^5 = a^5 + 5a^4b + 10a^3b^2 + 10a^2b^3 + 5ab^4 + b^5\]
Đặt \(a = 3x\), \(b = -4\), ta có:
\[(3x - 4)^5 = (3x)^5 + 5(3x)^4(-4) + 10(3x)^3(-4)^2 + 10(3x)^2(-4)^3 + 5 \cdot 3x \cdot (-4)^4 + (-4)^5\]
Số hạng chứa \(x^4\) là:
\[5(3x)^4(-4) = 5 \cdot 3^4 \cdot x^4 \cdot (-4) = 5 \cdot 81 \cdot (-4) \cdot x^4 = -1620x^4\]
Vậy hệ số của \(x^4\) trong khai triển \((3x - 4)^5\) là \(-1620\).
Chọn D.
Các bài tập cùng bài học— Bài tập cuối chương VIII