Toán 11 Mối quan hệ giữa đạo hàm cấo cao với hệ số của khai triển

Sweetdream2202

Cựu Cố vấn Toán
Thành viên
24 Tháng mười 2018
1,616
1,346
216
24
TP Hồ Chí Minh
Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh
[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

1. Phương pháp:

xét đa thức [tex]f(x)=a_0+a_1x+a_2x^2+...+a_k.x^k+...+a_nx^n[/tex]

[tex]a_k[/tex] là hệ số của [tex]x^k[/tex] trong khai triển f(x).

- [tex](x^n)^{(n)}=n![/tex]

- đạo hàm 2 vế của f(x) đến cấp k, và đặt lượng chứa x là x.g(x), ta có: [tex]f^{(k)}(x)=0+k!.a_k+x.g(x)[/tex]

- thay x=0 vào, ta được: [tex]f^{(k)}(0)=k!.a_k[/tex]

2. ví dụ:

ví dụ 1:
tính [tex]f^{(5)}(0)[/tex] của hàm số [tex]f(x)=(1+x+x^2+x^3)^{10}[/tex].

bài toán này, nếu không dùng mẹo như trên thì sẽ rất vất vả khi đạo hàm , dễ dẫn tới tính toán sai.
ta giải theo cách như sau:

theo trên, ta có:

[tex]f^{(5)}(0)=5!.a_5[/tex]

nghĩa là ta phải đi tìm số hạng chứa [tex]x^5[/tex]

ta có: [tex]f(x)=(1+x+x^2(1+x))^{10}=((x+1)(x^2+1))^{10}=\underset{k=0}{\overset{10}{\sum}}C_{10}^k.x^k.\underset{m=0}{\overset{10}{\sum}}C_{10}^mx^{2m}[/tex]

số hang chứa [tex]x^5[/tex]

[tex]\left\{\begin{matrix} k+2m=5\\ 0\leq m\leq 10\\ 0\leq k\leq 10 \end{matrix}\right.=>(k,m)=(1,2),(3,1),(5,0)[/tex]

nên số hạng chứa [tex]x^5[/tex]

là: [tex]a_5=C_{10}^1.C_{10}^2+C_{10}^3.C_{10}^1+C_{10}^5.C_{10}^0=1902[/tex]

do đó: [tex]f^{(5)}(0)=5!.a_5=5!.1902=228240[/tex]

ví dụ 2:

tính [tex]f^{(6)}(0)[/tex], với [tex]f(x)=(3x-1)^9.(x+1)^{10}[/tex]

ta có: [tex]f^{(6)}(0)=6!.a_6[/tex], với [tex]a_6[/tex] là số hạng chứa [tex]x^6[/tex]

khai triển [tex]f(x)=\underset{k=0}{\overset{9}{\sum}}C^k_9.(3x)^k.(-1)^{9-k}.\underset{m=0}{\overset{10}{\sum}}.C^m_{10}.x^m=\underset{k=0}{\overset{9}{\sum}}.\underset{m=0}{\overset{10}{\sum}}.C^k_9.C^m_{10}.3^k.(-1)^{9-k}.x^{k+m}[/tex]

hệ số của [tex]x^6[/tex] nên ta có:

[tex]\left\{\begin{matrix} k+m=6\\ 0\leq k\leq 9\\ 0\leq m\leq 10 \end{matrix}\right.=>(k,m)=(0,6),(1,5),...,(6,0)[/tex]

hệ số của [tex]x^6[/tex]: [tex]a_6=\underset{k=0}{\overset{6}{\sum}}.C^k_9.C^{6-k}_{10}.3^k.(-1)^{9-k}=-3612[/tex]

vậy, [tex]f^{(6)}(0)=6!.a_6=6!.(-3612)=-2600640[/tex]
 
Top Bottom