Gujarati

General term, Coefficient of any power of x, Independent term, Middle term and Greatest term and Greatest coefficient Questions in Gujarati

Class 11 Mathematics · Binomial Theorem · General term, Coefficient of any power of x, Independent term, Middle term and Greatest term and Greatest coefficient

442+

Questions

Gujarati

Language

100%

With Solutions

Showing 50 of 442 questions in Gujarati

151
AdvancedMCQ
$(3^{1/8} + 5^{1/3})^{400}$ ના વિસ્તરણમાં સંમેય પદોની સંખ્યા કેટલી છે?
A
$17$
B
$20$
C
$102$
D
$150$

Solution

(A) $(3^{1/8} + 5^{1/3})^{400}$ ના વિસ્તરણનું સામાન્ય પદ $T_{r+1} = ^{400}C_r (3^{1/8})^{400-r} (5^{1/3})^r$ છે.
આને સાદું રૂપ આપતા $T_{r+1} = ^{400}C_r \cdot 3^{(50 - r/8)} \cdot 5^{r/3}$ મળે.
પદ સંમેય હોવા માટે,$3$ અને $5$ ના ઘાતાંક પૂર્ણાંક હોવા જોઈએ.
તેથી,$r$ એ $8$ વડે વિભાજ્ય હોવો જોઈએ અને $r$ એ $3$ વડે પણ વિભાજ્ય હોવો જોઈએ.
આનો અર્થ એ છે કે $r$ એ $\text{lcm}(8, 3) = 24$ નો ગુણક હોવો જોઈએ.
$0 \le r \le 400$ હોવાથી,$r$ ની શક્ય કિંમતો $0, 24, 48, \dots, 24k$ છે જ્યાં $24k \le 400$.
$24k \le 400$ ઉકેલતા $k \le 16.66$ મળે,તેથી $k$ ની કિંમત $0$ થી $16$ સુધી હોઈ શકે.
આવી કિંમતોની કુલ સંખ્યા $16 - 0 + 1 = 17$ છે.
152
AdvancedMCQ
$P(x) = (x - 1)^2(x - 2)^3(x - 3)^4 \dots (x - 10)^{11}$ ના વિસ્તરણમાં $x^{64}$ નો સહગુણક શોધો.
A
$-220$
B
$-440$
C
$-215$
D
$-430$

Solution

(B) આપેલ પદાવલિ $P(x) = \prod_{k=1}^{10} (x - k)^{k+1}$ છે.
બહુપદીની કુલ ઘાત $\sum_{k=1}^{10} (k+1) = 55 + 10 = 65$ છે.
ધારો કે $P(x) = a_{65}x^{65} + a_{64}x^{64} + \dots + a_0$.
અગ્ર સહગુણક $1$ હોવાથી,$a_{65} = 1$.
સહગુણક $a_{64}$ એ બીજોના સરવાળાના ઋણ મૂલ્ય જેટલો છે: $a_{64} = -\sum_{k=1}^{10} k(k+1)$.
$a_{64} = -\sum_{k=1}^{10} (k^2 + k) = -[385 + 55] = -440$.
153
AdvancedMCQ
$(1 + x + 2x^3) \left( \frac{3}{2}x^2 - \frac{1}{3x} \right)^9$ ના વિસ્તરણમાં $x$ થી સ્વતંત્ર પદનો સહગુણક શોધો.
A
$1/3$
B
$19/54$
C
$17/54$
D
$1/4$

Solution

(C) $\left( \frac{3}{2}x^2 - \frac{1}{3x} \right)^9$ ના વિસ્તરણમાં $(r+1)$-મું પદ $T_{r+1} = \binom{9}{r} \left( \frac{3}{2}x^2 \right)^{9-r} \left( -\frac{1}{3x} \right)^r = \binom{9}{r} (-1)^r \frac{3^{9-2r}}{2^{9-r}} x^{18-3r}$ છે.
$(1+x+2x^3) \left( \frac{3}{2}x^2 - \frac{1}{3x} \right)^9$ માં $x$ થી સ્વતંત્ર પદ મેળવવા માટે,આપણે $\left( \frac{3}{2}x^2 - \frac{1}{3x} \right)^9$ ના વિસ્તરણમાં $x^0, x^{-1}$ અને $x^{-3}$ ના સહગુણકો શોધવા પડે.
$x^0$ માટે $r=6$,$x^{-1}$ માટે કોઈ ઉકેલ નથી,અને $x^{-3}$ માટે $r=7$ મળે છે.
તેથી,$x$ થી સ્વતંત્ર પદનો સહગુણક $1 \cdot \binom{9}{6} (-1)^6 \frac{3^{-3}}{2^3} + 2 \cdot \binom{9}{7} (-1)^7 \frac{3^{-5}}{2^2} = \frac{7}{18} - \frac{2}{27} = \frac{17}{54}$ થાય.
154
DifficultMCQ
${\left( {\sqrt {\frac{x}{3}} + \frac{3}{{2{x^2}}}} \right)^{10}}$ ના વિસ્તરણમાં $x$ થી સ્વતંત્ર પદનો સહગુણક શોધો.
A
$5/4$
B
$7/4$
C
$9/4$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(A) $\left(\sqrt{\frac{x}{3}}+\frac{3}{2 x^{2}}\right)^{10}$ ના વિસ્તરણમાં $(r+1)^{th}$ પદ નીચે મુજબ છે:
$T_{r+1} = {^{10}C_r} \left(\sqrt{\frac{x}{3}}\right)^{10-r} \left(\frac{3}{2x^2}\right)^r$
$= {^{10}C_r} \frac{x^{(10-r)/2}}{3^{(10-r)/2}} \cdot \frac{3^r}{2^r x^{2r}}$
$= {^{10}C_r} \frac{3^{r - (10-r)/2}}{2^r} x^{(10-r)/2 - 2r}$
પદ $x$ થી સ્વતંત્ર હોવા માટે,$x$ નો ઘાતાંક શૂન્ય હોવો જોઈએ:
$\frac{10-r}{2} - 2r = 0 \implies 10 - r - 4r = 0 \implies 5r = 10 \implies r = 2$
$r=2$ મૂકતા,સહગુણક:
સહગુણક $= {^{10}C_2} \cdot \frac{3^{2 - (10-2)/2}}{2^2} = {^{10}C_2} \cdot \frac{3^{2-4}}{4} = \frac{10 \times 9}{2} \cdot \frac{3^{-2}}{4} = 45 \cdot \frac{1}{9 \times 4} = \frac{45}{36} = \frac{5}{4}$
155
DifficultMCQ
${\left( 7^{\frac{1}{7}} + 11^{\frac{1}{11}} \right)^{711}}$ ના દ્વિપદી વિસ્તરણમાં સંમેય પદોની સંખ્યા કેટલી છે?
A
$7$
B
$8$
C
$9$
D
$10$

Solution

(D) ${\left( 7^{\frac{1}{7}} + 11^{\frac{1}{11}} \right)^{711}}$ ના વિસ્તરણનું સામાન્ય પદ $T_{r+1} = {}^{711}C_r \cdot 7^{\frac{711-r}{7}} \cdot 11^{\frac{r}{11}}$ છે.
પદ સંમેય હોવા માટે,$7$ અને $11$ ના ઘાતાંક પૂર્ણાંક હોવા જોઈએ.
$1$) $\frac{r}{11} = k_1 \Rightarrow r = 11k_1$,જ્યાં $k_1 \in \{0, 1, 2, \dots, 64\}$.
$2$) $\frac{711-r}{7} = k_2 \Rightarrow r \equiv 4 \pmod{7}$.
$r = 11k_1$ ને બીજી શરતમાં મૂકતા: $11k_1 \equiv 4 \pmod{7}$ $\Rightarrow 4k_1 \equiv 4 \pmod{7}$ $\Rightarrow k_1 \equiv 1 \pmod{7}$.
આમ,$k_1$ ની શક્ય કિંમતો $1, 8, 15, 22, 29, 36, 43, 50, 57, 64$ છે.
આમ,કુલ $10$ સંમેય પદો મળે છે.
156
AdvancedMCQ
$(1 - x^4)^4 (1 + x)^5$ ના વિસ્તરણમાં $x^8$ નો સહગુણક :-
A
$20$
B
$-32$
C
$-14$
D
$30$

Solution

(C) પદાવલિ $(1 - x^4)^4 (1 + x)^5$ છે.
દ્વિપદી પ્રમેયનો ઉપયોગ કરતા,$(1 - x^4)^4 = \sum_{k=0}^{4} \binom{4}{k} (-x^4)^k = \binom{4}{0} - \binom{4}{1}x^4 + \binom{4}{2}x^8 - \dots$
અને $(1 + x)^5 = \sum_{r=0}^{5} \binom{5}{r} x^r = \binom{5}{0} + \binom{5}{1}x + \dots + \binom{5}{4}x^4 + \dots + \binom{5}{8}x^8$ (જ્યાં $\binom{5}{8}=0$).
ગુણાકારમાં $x^8$ નો સહગુણક મેળવવા માટે:
$(\binom{4}{0} - \binom{4}{1}x^4 + \binom{4}{2}x^8) (\binom{5}{0} + \binom{5}{1}x + \dots + \binom{5}{4}x^4 + \dots + \binom{5}{8}x^8)$
$x^8$ માં ફાળો આપતા પદો:
$1. \binom{4}{2}x^8 \times \binom{5}{0} = 6 \times 1 = 6$
$2. -\binom{4}{1}x^4 \times \binom{5}{4}x^4 = -4 \times 5 = -20$
$3. \binom{4}{0} \times \binom{5}{8}x^8 = 1 \times 0 = 0$
કુલ સહગુણક $= 6 - 20 = -14$.
157
AdvancedMCQ
${\left( {3x - \frac{{{x^3}}}{6}} \right)^9}$ ના વિસ્તરણમાં મધ્યમ પદો કયા છે?
A
$-\frac{21}{16}x^{19}, \frac{189}{8}x^{17}$
B
$\frac{21}{16}x^{19}, -\frac{189}{8}x^{17}$
C
$\frac{201}{18}x^{17}, \frac{21}{16}x^{18}$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(A) દ્વિપદી પદાવલિ ${\left( {3x - \frac{{{x^3}}}{6}} \right)^9}$ છે.
અહીં,$n = 9$ એકી સંખ્યા છે,તેથી બે મધ્યમ પદો મળે: $\left( \frac{n+1}{2} \right)^{th}$ અને $\left( \frac{n+3}{2} \right)^{th}$ પદ.
આ $5^{th}$ અને $6^{th}$ પદ છે.
સામાન્ય પદ $T_{r+1} = {}^nC_r (a)^{n-r} (b)^r$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$r=4$ માટે ($5^{th}$ પદ): $T_5 = {}^9C_4 (3x)^5 (-\frac{x^3}{6})^4 = \frac{189}{8} x^{17}$.
$r=5$ માટે ($6^{th}$ પદ): $T_6 = {}^9C_5 (3x)^4 (-\frac{x^3}{6})^5 = -\frac{21}{16} x^{19}$.
આમ,મધ્યમ પદો $-\frac{21}{16}x^{19}$ અને $\frac{189}{8}x^{17}$ છે.
158
AdvancedMCQ
${\left( {3x - \frac{1}{{{x^2}}}} \right)^{10}}$ ના વિસ્તરણમાં,અંતથી $5^{th}$ પદ કયું છે?
A
$\frac{17010}{x^6}$
B
$\frac{17010}{x^9}$
C
$\frac{17010}{x^8}$
D
$\frac{17010}{x^{-1}}$

Solution

(C) $(a + b)^n$ ના વિસ્તરણમાં અંતથી $r^{th}$ પદ શોધવા માટે,આપણે પદોને ઉલટાવીને $(b + a)^n$ તરીકે લખી શકીએ છીએ.
અહીં,પદાવલિ $(-x^{-2} + 3x)^{10}$ છે.
શરૂઆતથી $r^{th}$ પદનું સૂત્ર $T_r = {^{n}C_{r-1}} (a)^{n-(r-1)} (b)^{r-1}$ છે.
અંતથી $5^{th}$ પદ $(r=5)$ માટે,$n=10$,$a = -x^{-2}$,અને $b = 3x$ લેતા:
$T_5 = {^{10}C_{4}} (-x^{-2})^6 (3x)^4$.
$T_5 = 210 \times (x^{-12}) \times (81x^4)$.
$T_5 = 17010 \times x^{-8} = \frac{17010}{x^8}$.
159
DifficultMCQ
$(1 + t^2)^{25}(1 + t^{25})(1 + t^{40})(1 + t^{45})(1 + t^{47})$ માં $t^{50}$ નો સહગુણક શોધો.
A
$1 + {}^{25}C_5$
B
$1 + {}^{25}C_5 + {}^{25}C_7$
C
$1 + {}^{25}C_7$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(A) આપણે $(1 + t^2)^{25}(1 + t^{25} + t^{40} + t^{45} + t^{47} + \dots)$ ના વિસ્તરણમાં $t^{50}$ નો સહગુણક શોધવો છે.
$(1 + t^2)^{25} = \sum_{k=0}^{25} {}^{25}C_k t^{2k}$ હોવાથી,તેમાં માત્ર $t$ ની બેકી ઘાત જ મળે છે.
તેથી,બીજા ભાગમાંથી આપણે માત્ર $t$ ની એવી બેકી ઘાત ધ્યાનમાં લઈશું જે $50$ કે તેથી ઓછી હોય.
આવી પદો $1$ અને $t^{40}$ છે.
$1$ માટે,$(1 + t^2)^{25}$ માં $t^{50}$ નો સહગુણક ${}^{25}C_{25} = 1$ છે.
$t^{40}$ માટે,$(1 + t^2)^{25}$ માં $t^{10}$ નો સહગુણક ${}^{25}C_5$ છે.
તેથી,$t^{50}$ નો કુલ સહગુણક $1 + {}^{25}C_5$ થાય.
160
DifficultMCQ
જો $n$ એ બહુપદીની ઘાત હોય,$\left[ {\frac{1}{{\sqrt {5{x^3} + 1} - \sqrt {5{x^3} - 1} }}} \right]^8 + \left[ {\frac{1}{{\sqrt {5{x^3} + 1} + \sqrt {5{x^3} - 1} }}} \right]^8$ અને $m$ એ તેમાં $x^{12}$ નો સહગુણક હોય,તો ક્રમયુક્ત જોડ $(n, m)$ બરાબર છે
A
$\left( {12,{{\left( {20} \right)}^4}} \right)$
B
$\left( {8,5{{\left( {10} \right)}^4}} \right)$
C
$\left( {24,{{\left( {10} \right)}^8}} \right)$
D
$\left( {12,8{{\left( {10} \right)}^4}} \right)$

Solution

(D) ધારો કે $P(x) = \left[\frac{1}{\sqrt{5 x^{3}+1}-\sqrt{5 x^{3}-1}}\right]^{8}+\left[\frac{1}{\sqrt{5 x^{3}+1}+\sqrt{5 x^{3}-1}}\right]^{8}$.
પદોનું સંમેયીકરણ કરતા,આપણને મળે છે:
$P(x) = \left[\frac{\sqrt{5 x^{3}+1}+\sqrt{5 x^{3}-1}}{2}\right]^{8} + \left[\frac{\sqrt{5 x^{3}+1}-\sqrt{5 x^{3}-1}}{2}\right]^{8}$.
$P(x) = \frac{1}{2^8} \left[ (\sqrt{5x^3+1} + \sqrt{5x^3-1})^8 + (\sqrt{5x^3+1} - \sqrt{5x^3-1})^8 \right]$.
$(a+b)^8 + (a-b)^8 = 2 \sum_{k=0, 2, 4, 6, 8} \binom{8}{k} a^{8-k} b^k$ નો ઉપયોગ કરતા:
$P(x) = \frac{2}{2^8} \left[ \binom{8}{0} (5x^3+1)^4 + \binom{8}{2} (5x^3+1)^3(5x^3-1) + \binom{8}{4} (5x^3+1)^2(5x^3-1)^2 + \binom{8}{6} (5x^3+1)(5x^3-1)^3 + \binom{8}{8} (5x^3-1)^4 \right]$.
$x$ ની મહત્તમ ઘાત $x^{3 \times 4} = x^{12}$ છે,તેથી $n = 12$.
$x^{12}$ નો સહગુણક $\frac{2}{2^8} \times 5^4 \times \left[ \binom{8}{0} + \binom{8}{2} + \binom{8}{4} + \binom{8}{6} + \binom{8}{8} \right]$ છે.
$\sum_{k \text{ even}} \binom{8}{k} = 2^{8-1} = 2^7$ હોવાથી,
$m = \frac{2}{2^8} \times 5^4 \times 2^7 = \frac{2^8}{2^8} \times 5^4 \times 2^3 = 8 \times 10^4$.
આમ,$(n, m) = (12, 8(10)^4)$.
161
DifficultMCQ
$x \ne 0, 1$ હોય ત્યારે ${\left( {\frac{{x + 1}}{{{x^{2/3}} - {x^{1/3}} + 1}} - \frac{{x - 1}}{{x - {x^{1/2}}}}} \right)^{10}}$ ના દ્વિપદી વિસ્તરણમાં $x^{-5}$ નો સહગુણક શોધો.
A
$1$
B
$4$
C
$-4$
D
$-1$

Solution

(A) કૌંસની અંદરના પદનું સાદું રૂપ આપતા:
ધારો કે $u = x^{1/3}$ અને $v = x^{1/2}$.
પ્રથમ પદ $\frac{u^3 + 1}{u^2 - u + 1} = \frac{(u+1)(u^2 - u + 1)}{u^2 - u + 1} = u + 1 = x^{1/3} + 1$ થાય.
બીજું પદ $\frac{v^2 - 1}{v(v - 1)} = \frac{(v-1)(v+1)}{v(v-1)} = \frac{v+1}{v} = 1 + \frac{1}{v} = 1 + x^{-1/2}$ થાય.
બંનેની બાદબાકી કરતા: $(x^{1/3} + 1) - (1 + x^{-1/2}) = x^{1/3} - x^{-1/2}$.
હવે,$(x^{1/3} - x^{-1/2})^{10}$ માં $x^{-5}$ નો સહગુણક શોધવો છે.
વ્યાપક પદ $T_{r+1} = {^{10}C_r} (x^{1/3})^{10-r} (-x^{-1/2})^r = {^{10}C_r} (-1)^r x^{\frac{10-r}{3} - \frac{r}{2}}$.
ઘાતને $-5$ સાથે સરખાવતા: $\frac{10-r}{3} - \frac{r}{2} = -5$.
$6$ વડે ગુણતા: $2(10-r) - 3r = -30 \implies 20 - 2r - 3r = -30 \implies 50 = 5r \implies r = 10$.
સહગુણક ${^{10}C_{10}} (-1)^{10} = 1 \times 1 = 1$ થાય.
162
DifficultMCQ
જો ${\left( {{x^{\frac{1}{3}}} + \frac{1}{{2{x^{\frac{1}{3}}}}}} \right)^{18}}, (x > 0)$ ના વિસ્તરણમાં $x^{-2}$ અને $x^{-4}$ ના સહગુણકો અનુક્રમે $m$ અને $n$ હોય,તો $\frac{m}{n}$ ની કિંમત શોધો.
A
$27$
B
$182$
C
$\frac{5}{4}$
D
$\frac{4}{5}$

Solution

(B) વિસ્તરણનું સામાન્ય પદ $T_{r+1} = ^{18}C_{r} (x^{1/3})^{18-r} (\frac{1}{2x^{1/3}})^r$ છે.
તેને સાદું રૂપ આપતા,$T_{r+1} = ^{18}C_{r} \cdot \frac{1}{2^r} \cdot x^{6 - 2r/3}$ મળે છે.
$x^{-2}$ ના સહગુણક માટે,$6 - \frac{2r}{3} = -2$ લેતા,$\frac{2r}{3} = 8$,તેથી $r = 12$ મળે.
આમ,$m = ^{18}C_{12} \cdot \frac{1}{2^{12}}$.
$x^{-4}$ ના સહગુણક માટે,$6 - \frac{2r}{3} = -4$ લેતા,$\frac{2r}{3} = 10$,તેથી $r = 15$ મળે.
આમ,$n = ^{18}C_{15} \cdot \frac{1}{2^{15}}$.
હવે,$\frac{m}{n} = \frac{^{18}C_{12} \cdot 2^{-12}}{^{18}C_{15} \cdot 2^{-15}} = \frac{^{18}C_{12}}{^{18}C_{15}} \cdot 2^3 = 182$.
163
DifficultMCQ
$(1 + x)^n$ ના દ્વિપદી વિસ્તરણમાં ત્રણ ક્રમિક પદોના સહગુણકોનો ગુણોત્તર $1 : 7 : 42$ હોય,તો આ વિસ્તરણમાં આ પદો પૈકીનું પ્રથમ પદ કયું છે ($^{th}$ માં)?
A
$8$
B
$6$
C
$7$
D
$9$

Solution

(C) ધારો કે ત્રણ ક્રમિક પદો $T_{r+1}, T_{r+2},$ અને $T_{r+3}$ છે. તેમના સહગુણકો $^{n}C_{r}, ^{n}C_{r+1},$ અને $^{n}C_{r+2}$ છે.
આપેલ ગુણોત્તર $^{n}C_{r} : ^{n}C_{r+1} : ^{n}C_{r+2} = 1 : 7 : 42$ છે.
$\frac{^{n}C_{r+1}}{^{n}C_{r}} = \frac{7}{1}$ પરથી,$\frac{n-r}{r+1} = 7 \implies n = 8r+7$ મળે.
$\frac{^{n}C_{r+2}}{^{n}C_{r+1}} = \frac{42}{7} = 6$ પરથી,$\frac{n-(r+1)}{r+2} = 6 \implies n = 7r+13$ મળે.
$n$ ની બંને કિંમતો સરખાવતા: $8r+7 = 7r+13 \implies r = 6.$
આથી,પ્રથમ પદ $T_{r+1} = T_{6+1} = T_{7}$ એટલે કે $7^{th}$ પદ છે.
164
DifficultMCQ
દ્વિપદી વિસ્તરણ $\left( 1 - \frac{1}{x} + 3x^5 \right) \left( 2x^2 - \frac{1}{x} \right)^8$ માં $x$ થી સ્વતંત્ર પદ કયું છે?
A
$496$
B
$-496$
C
$400$
D
$-400$

Solution

(C) $\left( 2x^2 - \frac{1}{x} \right)^8$ નું સામાન્ય પદ $T_{r+1} = ^8C_r (2x^2)^{8-r} (-x^{-1})^r = ^8C_r 2^{8-r} (-1)^r x^{16-3r}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આ પદાવલિ $\left( 1 - x^{-1} + 3x^5 \right) \sum_{r=0}^8 {^8C_r} 2^{8-r} (-1)^r x^{16-3r}$ છે.
આનું વિસ્તરણ કરતા:
$1 \cdot \sum ^8C_r 2^{8-r} (-1)^r x^{16-3r} - x^{-1} \cdot \sum ^8C_r 2^{8-r} (-1)^r x^{16-3r} + 3x^5 \cdot \sum ^8C_r 2^{8-r} (-1)^r x^{16-3r}$.
$x$ થી સ્વતંત્ર પદ માટે:
$1$. પ્રથમ ભાગમાંથી,$16-3r = 0 \implies r = 16/3$ (પૂર્ણાંક નથી).
$2$. બીજા ભાગમાંથી,$16-3r-1 = 0 \implies 15-3r = 0 \implies r = 5$. સહગુણક $- ^8C_5 2^{8-5} (-1)^5 = -56 \cdot 8 \cdot (-1) = 448$ છે.
$3$. ત્રીજા ભાગમાંથી,$16-3r+5 = 0 \implies 21-3r = 0 \implies r = 7$. સહગુણક $3 \cdot ^8C_7 2^{8-7} (-1)^7 = 3 \cdot 8 \cdot 2 \cdot (-1) = -48$ છે.
આનો સરવાળો કરતા,અચળ પદ $448 - 48 = 400$ મળે છે.
165
DifficultMCQ
જો ${\left( {2 + \frac{x}{3}} \right)^{55}}$ નું $x$ ના ચડતા ઘાતાંકમાં વિસ્તરણ કરવામાં આવે અને વિસ્તરણના બે ક્રમિક પદોમાં $x$ ના ઘાતાંકના સહગુણકો સમાન હોય,તો આ પદો કયા છે?
A
$8$ મું અને $9$ મું
B
$7$ મું અને $8$ મું
C
$28$ મું અને $29$ મું
D
$27$ મું અને $28$ મું

Solution

(A) ધારો કે $(r+1)$ મું અને $(r+2)$ મું પદ સમાન સહગુણક ધરાવે છે.
${\left(2+\frac{x}{3}\right)^{55} = 2^{55}\left(1+\frac{x}{6}\right)^{55}}$
$(r+1)$ મું પદ $2^{55} \cdot {}^{55}C_r \left(\frac{x}{6}\right)^r$ છે. $x^r$ નો સહગુણક $2^{55} \cdot {}^{55}C_r \cdot \frac{1}{6^r}$ છે.
$(r+2)$ મું પદ $2^{55} \cdot {}^{55}C_{r+1} \left(\frac{x}{6}\right)^{r+1}$ છે. $x^{r+1}$ નો સહગુણક $2^{55} \cdot {}^{55}C_{r+1} \cdot \frac{1}{6^{r+1}}$ છે.
સહગુણકોને સરખાવતા:
${}^{55}C_r \cdot \frac{1}{6^r} = {}^{55}C_{r+1} \cdot \frac{1}{6^{r+1}}$
${}^{55}C_r = {}^{55}C_{r+1} \cdot \frac{1}{6}$
$6 \cdot {}^{55}C_r = {}^{55}C_{r+1}$
$6 \cdot \frac{55!}{r!(55-r)!} = \frac{55!}{(r+1)!(54-r)!}$
$\frac{6}{55-r} = \frac{1}{r+1}$
$6(r+1) = 55-r$
$7r = 49$
$r = 7$
આમ,પદો $(r+1) = 8$ મું અને $(r+2) = 9$ મું છે.
166
DifficultMCQ
$(x^2 + \frac{2}{x})^{15}$ ના વિસ્તરણમાં $x^{15}$ ના સહગુણક અને $x$ થી સ્વતંત્ર પદનો ગુણોત્તર શોધો.
A
$7: 16$
B
$7: 64$
C
$1: 4$
D
$1: 32$

Solution

(D) $(x^2 + \frac{2}{x})^{15}$ ના વિસ્તરણમાં સામાન્ય પદ $T_{r+1} = ^{15}C_r (x^2)^{15-r} (2x^{-1})^r = ^{15}C_r \cdot 2^r \cdot x^{30-3r}$ છે.
$x$ થી સ્વતંત્ર પદ માટે,$x$ નો ઘાતાંક $0$ લેતા:
$30 - 3r = 0 \Rightarrow r = 10$.
તેથી,સ્વતંત્ર પદ $T_{11} = ^{15}C_{10} \cdot 2^{10}$ છે.
$x^{15}$ ના સહગુણક માટે,$x$ નો ઘાતાંક $15$ લેતા:
$30 - 3r = 15$ $\Rightarrow 3r = 15$ $\Rightarrow r = 5$.
તેથી,$x^{15}$ નો સહગુણક $^{15}C_5 \cdot 2^5$ છે.
માગેલ ગુણોત્તર $\frac{^{15}C_5 \cdot 2^5}{^{15}C_{10} \cdot 2^{10}}$ છે.
કારણ કે $^{15}C_5 = ^{15}C_{10}$,ગુણોત્તર $\frac{2^5}{2^{10}} = \frac{1}{2^5} = \frac{1}{32}$ એટલે કે $1:32$ થાય છે.
167
DifficultMCQ
જો $\left( \frac{3}{\sqrt[3]{84}} + \sqrt{3} \ln x \right)^9, x > 0$ ના દ્વિપદી વિસ્તરણમાં $7^{th}$ પદ $729$ હોય,તો $x$ ની કિંમત શું હોઈ શકે?
A
$e^2$
B
$e$
C
$\frac{e}{2}$
D
$2e$

Solution

(B) $(a+b)^n$ ના વિસ્તરણમાં સામાન્ય પદ $T_{r+1} = ^nC_r a^{n-r} b^r$ છે.
$7^{th}$ પદ માટે,$r+1 = 7 \Rightarrow r = 6$.
અહીં,$n = 9$,$a = \frac{3}{\sqrt[3]{84}}$,અને $b = \sqrt{3} \ln x$.
$T_7 = ^9C_6 \left( \frac{3}{\sqrt[3]{84}} \right)^{9-6} (\sqrt{3} \ln x)^6 = 729$.
$^9C_6 = ^9C_3 = 84$.
$T_7 = 84 \times \left( \frac{3}{\sqrt[3]{84}} \right)^3 \times (\sqrt{3})^6 \times (\ln x)^6 = 729$.
$T_7 = 84 \times \frac{27}{84} \times 27 \times (\ln x)^6 = 729$.
$729 \times (\ln x)^6 = 729$.
$(\ln x)^6 = 1$.
$x > 0$ હોવાથી,$\ln x = 1$ અથવા $\ln x = -1$.
તેથી,$x = e$ અથવા $x = \frac{1}{e}$.
168
DifficultMCQ
$(2^{1/2} + 3^{1/5})^{10}$ ના દ્વિપદી વિસ્તરણમાં સંમેય પદોનો સરવાળો કેટલો થાય?
A
$25$
B
$32$
C
$9$
D
$41$

Solution

(D) $(2^{1/2} + 3^{1/5})^{10}$ ના વિસ્તરણમાં સામાન્ય પદ $T_{r+1} = ^{10}C_r (2)^{(10-r)/2} (3)^{r/5}$ છે.
પદ સંમેય હોવા માટે,$2$ અને $3$ ના ઘાતાંક પૂર્ણાંક હોવા જોઈએ.
તેથી,$(10-r)/2$ પૂર્ણાંક હોવું જોઈએ,જેનો અર્થ છે કે $r$ બેકી સંખ્યા હોવી જોઈએ.
વળી,$r/5$ પૂર્ણાંક હોવું જોઈએ,જેનો અર્થ છે કે $r$ એ $5$ નો ગુણક હોવો જોઈએ.
$0 \le r \le 10$ હોવાથી,$r$ ની શક્ય કિંમતો $0$ અને $10$ છે.
$r = 0$ માટે,$T_1 = ^{10}C_0 (2)^5 (3)^0 = 32$.
$r = 10$ માટે,$T_{11} = ^{10}C_{10} (2)^0 (3)^2 = 9$.
સંમેય પદોનો સરવાળો $32 + 9 = 41$ થાય.
169
DifficultMCQ
જો ધન પૂર્ણાંકો $r > 1, n > 2$ માટે,$(1 + x)^{2n}$ ના વિસ્તરણમાં $x$ ની $(3r)^{th}$ અને $(r + 2)^{th}$ ઘાતના સહગુણકો સમાન હોય,તો $n$ બરાબર શું થાય?
A
$2r + 1$
B
$2r - 1$
C
$3r$
D
$r + 1$

Solution

(A) $(1 + x)^{2n}$ ના વિસ્તરણમાં સામાન્ય પદ $T_{k+1} = ^{2n}C_k x^k$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$x^{3r}$ નો સહગુણક $^{2n}C_{3r}$ છે અને $x^{r+2}$ નો સહગુણક $^{2n}C_{r+2}$ છે.
આપેલ છે કે સહગુણકો સમાન છે,તેથી $^{2n}C_{3r} = ^{2n}C_{r+2}$.
ગુણધર્મ $^{n}C_a = ^{n}C_b \Rightarrow a = b$ અથવા $a + b = n$ નો ઉપયોગ કરતા,આપણી પાસે બે કિસ્સાઓ છે:
કિસ્સો $1$: $3r = r + 2$ $\Rightarrow 2r = 2$ $\Rightarrow r = 1$. જોકે,પ્રશ્નમાં $r > 1$ આપેલ છે,તેથી આ કિસ્સો અમાન્ય છે.
કિસ્સો $2$: $3r + (r + 2) = 2n$ $\Rightarrow 4r + 2 = 2n$ $\Rightarrow n = 2r + 1$.
આમ,$n = 2r + 1$.
170
DifficultMCQ
જો $f(y) = 1 - (y - 1) + (y - 1)^2 - (y - 1)^3 + \dots - (y - 1)^{17}$ હોય,તો તેમાં $y^2$ નો સહગુણક શું છે?
A
$^{17}C_2$
B
$^{17}C_3$
C
$^{18}C_2$
D
$^{18}C_3$

Solution

(D) The given expression is a finite geometric series with first term $a = 1$, common ratio $r = -(y - 1)$, and $n = 18$ terms.
The sum is given by $f(y) = \frac{1 - (-(y - 1))^{18}}{1 - (-(y - 1))} = \frac{1 - (y - 1)^{18}}{y}$.
Thus, $f(y) = \frac{1}{y} - \frac{(y - 1)^{18}}{y}$.
Expanding $(y - 1)^{18}$ using the binomial theorem: $(y - 1)^{18} = \sum_{k=0}^{18} {^{18}C_k} y^k (-1)^{18-k}$.
Therefore, $\frac{(y - 1)^{18}}{y} = \sum_{k=0}^{18} {^{18}C_k} y^{k-1} (-1)^{18-k}$.
To find the coefficient of $y^2$, we set $k - 1 = 2$, which gives $k = 3$.
The term for $k = 3$ is ${^{18}C_3} y^2 (-1)^{18-3} = -{^{18}C_3} y^2$.
Since $f(y) = \frac{1}{y} - \sum_{k=0}^{18} {^{18}C_k} y^{k-1} (-1)^{18-k}$, the coefficient of $y^2$ is $-(-{^{18}C_3}) = {^{18}C_3}$.
171
DifficultMCQ
${\left( {1 - \frac{1}{x}} \right)^n}{\left( {1 - x} \right)^n}$ ના વિસ્તરણમાં $x$ ના ઘાતાંકોમાં મધ્યમ પદ કયું છે?
A
$ - {}^{2n}{C_{n - 1}}$
B
$ - {}^{2n}{C_n}$
C
$ {}^{2n}{C_{n - 1}}$
D
$ {}^{2n}{C_n}$

Solution

(D) આપેલ પદાવલિ ${\left( {1 - \frac{1}{x}} \right)^n}{\left( {1 - x} \right)^n}$ છે.
તેને ${\left( \frac{x-1}{x} \right)^n} {(1-x)^n} = {(-1)^n} {x^{-n}} {(1-x)^{2n}}$ તરીકે લખી શકાય.
${(1-x)^{2n}}$ ના વિસ્તરણમાં $2n+1$ પદો છે.
મધ્યમ પદ ${\left( \frac{2n+1+1}{2} \right)}^{\text{th}} = {(n+1)}^{\text{th}}$ પદ છે.
${(1-x)^{2n}}$ ના વિસ્તરણમાં સામાન્ય પદ $T_{r+1} = {}^{2n}C_r {(-x)^r} = {}^{2n}C_r {(-1)^r} {x^r}$ છે.
$(n+1)^{\text{th}}$ પદ માટે,$r=n$ લેતા,આપણને ${}^{2n}C_n {(-1)^n} {x^n}$ મળે છે.
આ કિંમતને મૂળ પદાવલિમાં મૂકતા: ${(-1)^n} {x^{-n}} \cdot {}^{2n}C_n {(-1)^n} {x^n} = {(-1)^{2n}} {}^{2n}C_n = {}^{2n}C_n$ (કારણ કે $2n$ બેકી સંખ્યા છે,તેથી ${(-1)^{2n}} = 1$).
172
DifficultMCQ
${\left( {\frac{{1 - {t^6}}}{{1 - t}}} \right)^3}$ ના વિસ્તરણમાં $t^4$ નો સહગુણક શોધો.
A
$12$
B
$15$
C
$10$
D
$14$

Solution

(B) આપેલ પદાવલિ $(1-t^6)^3 (1-t)^{-3}$ છે.
દ્વિપદી પ્રમેયનો ઉપયોગ કરીને $(1-t^6)^3$ નું વિસ્તરણ કરતા,આપણને $(1 - 3t^6 + 3t^{12} - t^{18})$ મળે છે.
આપણે $(1 - 3t^6 + 3t^{12} - t^{18}) (1-t)^{-3}$ ના ગુણાકારમાં $t^4$ નો સહગુણક શોધવાનો છે.
આપણને ફક્ત $t^4$ ના પદની જરૂર હોવાથી,આપણે પ્રથમ કૌંસમાંથી અચળ પદ $1$ લઈએ છીએ અને તેનો ગુણાકાર $(1-t)^{-3}$ ના વિસ્તરણમાં $t^4$ ના સહગુણક સાથે કરીએ છીએ.
$(1-t)^{-n}$ નું વિસ્તરણ $\sum_{r=0}^{\infty} {^{n+r-1}C_r} t^r$ છે.
$n=3$ માટે,$t^4$ નો સહગુણક $^{3+4-1}C_4 = ^{6}C_4 = ^{6}C_2$ છે.
$^{6}C_2 = \frac{6 \times 5}{2 \times 1} = 15$.
173
DifficultMCQ
જો $(1 + x^{\log_2 x})^5$ ના દ્વિપદી વિસ્તરણમાં ત્રીજું પદ $2560$ હોય,તો $x$ ની શક્ય કિંમત કઈ છે?
A
$1/4$
B
$4\sqrt{2}$
C
$1/8$
D
$2\sqrt{2}$

Solution

(A) $(1 + x^{\log_2 x})^5$ ના વિસ્તરણમાં સામાન્ય પદ $T_{r+1} = ^5C_r (x^{\log_2 x})^r$ છે.
ત્રીજા પદ માટે,$r = 2$,તેથી $T_3 = ^5C_2 (x^{\log_2 x})^2$.
આપેલ છે કે $T_3 = 2560$,તેથી $10 (x^{\log_2 x})^2 = 2560$.
$(x^{\log_2 x})^2 = 256$.
બંને બાજુ આધાર $2$ પર લઘુગણક લેતા:
$2 \log_2 (x^{\log_2 x}) = \log_2 (256)$.
$2 (\log_2 x)(\log_2 x) = 8$.
$(\log_2 x)^2 = 4$.
$\log_2 x = \pm 2$.
જો $\log_2 x = 2$,તો $x = 2^2 = 4$.
જો $\log_2 x = -2$,તો $x = 2^{-2} = 1/4$.
આમ,$x$ ની એક શક્ય કિંમત $1/4$ છે.
174
DifficultMCQ
$\lambda$ નું ધન મૂલ્ય શોધો જેના માટે $x^2 \left( \sqrt{x} + \frac{\lambda}{x^2} \right)^{10}$ પદાવલિમાં $x^2$ નો સહગુણક $720$ થાય.
A
$4$
B
$2\sqrt{2}$
C
$\sqrt{5}$
D
$3$

Solution

(A) આપેલ પદાવલિ $x^2 \left( x^{1/2} + \lambda x^{-2} \right)^{10}$ છે.
$\left( x^{1/2} + \lambda x^{-2} \right)^{10}$ ના વિસ્તરણમાં સામાન્ય પદ $T_{r+1} = {}^{10}C_r (x^{1/2})^{10-r} (\lambda x^{-2})^r$ છે.
$T_{r+1} = {}^{10}C_r \lambda^r x^{(10-5r)/2}$.
બહારના $x^2$ સાથે ગુણતા,કુલ પદાવલિનું સામાન્ય પદ ${}^{10}C_r \lambda^r x^{(10-5r)/2 + 2}$ મળે.
$x^2$ નો સહગુણક શોધવા માટે,ઘાતને $2$ સાથે સરખાવતા:
$\frac{10-5r}{2} + 2 = 2$ $\Rightarrow 10-5r = 0$ $\Rightarrow r = 2$.
$r=2$ મૂકતા:
${}^{10}C_2 \lambda^2 = 720$.
${}^{10}C_2 = 45$ હોવાથી,$45 \lambda^2 = 720$.
$\lambda^2 = 16$.
$\lambda$ ધન હોવાથી,$\lambda = 4$.
175
DifficultMCQ
${\left( {\frac{{{x^3}}}{3} + \frac{3}{x}} \right)^8}$ ના દ્વિપદી વિસ્તરણમાં મધ્યમ પદ $5670$ હોય તેવા $x$ ના વાસ્તવિક મૂલ્યોનો સરવાળો કેટલો થાય?
A
$0$
B
$6$
C
$4$
D
$8$

Solution

(A) દ્વિપદી વિસ્તરણમાં $n=8$ પદો છે,તેથી મધ્યમ પદ $\left(\frac{8}{2} + 1\right) = 5$ મું પદ છે.
સામાન્ય પદ $t_{r+1} = ^{8}C_{r} \left(\frac{x^{3}}{3}\right)^{8-r} \left(\frac{3}{x}\right)^{r}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$5$ મા પદ માટે,$r=4$:
$t_{5} = ^{8}C_{4} \left(\frac{x^{3}}{3}\right)^{4} \left(\frac{3}{x}\right)^{4} = 5670$
$^{8}C_{4} = 70$.
$70 \times \frac{x^{12}}{3^{4}} \times \frac{3^{4}}{x^{4}} = 5670$
$70 \times x^{8} = 5670$
$x^{8} = 81$
$x^{8} = 81 \implies x^{4} = 9 \implies x^{2} = 3 \implies x = \pm \sqrt{3}$.
$x$ ના વાસ્તવિક મૂલ્યોનો સરવાળો $\sqrt{3} + (-\sqrt{3}) = 0$ છે.
176
DifficultMCQ
ધારો કે $x \in R$ માટે $(x + 10)^{50} + (x - 10)^{50} = a_0 + a_1x + a_2x^2 + .... + a_{50}x^{50}$ છે; તો $\frac{a_2}{a_0}$ ની કિંમત શોધો.
A
$12.50$
B
$12$
C
$12.25$
D
$12.75$

Solution

(C) આપેલ વિસ્તરણ: $(x + 10)^{50} + (x - 10)^{50} = a_0 + a_1x + a_2x^2 + .... + a_{50}x^{50}$.
$a_0$ શોધવા માટે,$x = 0$ લેતા:
$a_0 = (0 + 10)^{50} + (0 - 10)^{50} = 10^{50} + 10^{50} = 2 \times 10^{50}$.
$a_2$ શોધવા માટે,$(x + 10)^{50} + (x - 10)^{50}$ ના વિસ્તરણમાં $x^2$ નો સહગુણક મેળવીએ.
દ્વિપદી પ્રમેય મુજબ,$(x + a)^n = \sum_{k=0}^{n} \binom{n}{k} x^k a^{n-k}$.
$(x + 10)^{50}$ માટે,$x^2$ વાળું પદ $\binom{50}{2} x^2 (10)^{48}$ છે.
$(x - 10)^{50}$ માટે,$x^2$ વાળું પદ $\binom{50}{2} x^2 (-10)^{48} = \binom{50}{2} x^2 (10)^{48}$ છે.
તેથી,$a_2 = \binom{50}{2} (10)^{48} + \binom{50}{2} (10)^{48} = 2 \times \binom{50}{2} \times 10^{48}$.
હવે,ગુણોત્તર $\frac{a_2}{a_0}$ ની ગણતરી કરીએ:
$\frac{a_2}{a_0} = \frac{2 \times \binom{50}{2} \times 10^{48}}{2 \times 10^{50}} = \frac{\binom{50}{2}}{10^2} = \frac{\frac{50 \times 49}{2}}{100} = \frac{1225}{100} = 12.25$.
177
DifficultMCQ
દ્વિપદી વિસ્તરણ $\left( 2^{1/3} + \frac{1}{2(3)^{1/3}} \right)^{10}$ માં શરૂઆતથી $5$ મું પદ અને અંતથી $5$ માં પદનો ગુણોત્તર શોધો.
A
$1 : 2(6)^{1/3}$
B
$1 : 4(16)^{1/3}$
C
$4(36)^{1/3} : 1$
D
$2(36)^{1/3} : 1$

Solution

(C) ધારો કે વિસ્તરણ $(a+b)^n$ છે,જ્યાં $a = 2^{1/3}$,$b = \frac{1}{2(3)^{1/3}}$,અને $n = 10$ છે.
શરૂઆતથી $r$ મું પદ $T_r = {}^{n}C_{r-1} a^{n-r+1} b^{r-1}$ છે.
શરૂઆતથી $5$ મું પદ $T_5 = {}^{10}C_4 (2^{1/3})^6 (\frac{1}{2(3)^{1/3}})^4 = {}^{10}C_4 \frac{1}{2^2 (3)^{4/3}}$ છે.
અંતથી $5$ મું પદ એ શરૂઆતથી $(10-5+2) = 7$ મું પદ છે.
$T_7 = {}^{10}C_6 (2^{1/3})^4 (\frac{1}{2(3)^{1/3}})^6 = {}^{10}C_4 \frac{1}{2^{14/3} (3)^2}$ છે.
ગુણોત્તર $\frac{T_5}{T_7} = \frac{2^{14/3}}{2^2} \cdot \frac{3^2}{3^{4/3}} = 2^{8/3} \cdot 3^{2/3} = (144)^{1/3} = 4(36)^{1/3}$ છે.
આમ,ગુણોત્તર $4(36)^{1/3} : 1$ છે.
178
DifficultMCQ
$(7^{1/5} - 3^{1/10})^{60}$ ના દ્વિપદી વિસ્તરણમાં અસંમેય પદોની કુલ સંખ્યા કેટલી છે?
A
$55$
B
$49$
C
$48$
D
$54$

Solution

(D) $(7^{1/5} - 3^{1/10})^{60}$ ના વિસ્તરણમાં સામાન્ય પદ $T_{r+1} = ^{60}C_{r} (7^{1/5})^{60-r} (-3^{1/10})^{r}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
ઘાતાંકોનું સાદું રૂપ આપતા,$T_{r+1} = ^{60}C_{r} (-1)^{r} (7)^{12 - r/5} (3)^{r/10}$ મળે છે.
પદ સંમેય હોવા માટે,$7$ અને $3$ ના ઘાતાંકો પૂર્ણાંક હોવા જોઈએ.
આ માટે $r/5$ અને $r/10$ પૂર્ણાંક હોવા જોઈએ,જેનો અર્થ છે કે $r$ એ $10$ નો ગુણક હોવો જોઈએ.
$0 \le r \le 60$ હોવાથી,$r$ ની શક્ય કિંમતો $0, 10, 20, 30, 40, 50, 60$ છે.
આવી $7$ કિંમતો છે,તેથી $7$ સંમેય પદો છે.
વિસ્તરણમાં કુલ પદોની સંખ્યા $60 + 1 = 61$ છે.
તેથી,અસંમેય પદોની સંખ્યા $61 - 7 = 54$ છે.
179
DifficultMCQ
જો $\left(\sqrt{\frac{1}{x^{1+\log _{10} x}}}+x^{\frac{1}{12}}\right)^{6}$ ના દ્વિપદી વિસ્તરણમાં ચોથું પદ $200$ હોય અને $x > 1$ હોય,તો $x$ ની કિંમત શોધો.
A
$10^4$
B
$100$
C
$10^3$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(D) દ્વિપદી વિસ્તરણ $(a+b)^n$ માં સામાન્ય પદ $T_{r+1} = ^nC_r a^{n-r} b^r$ છે.
અહીં $n=6$,$a = x^{-\frac{1}{2}(1+\log_{10} x)}$,અને $b = x^{\frac{1}{12}}$ છે.
ચોથું પદ $(T_4)$ માટે $r=3$ લેતા:
$T_4 = ^6C_3 \cdot (x^{-\frac{1}{2}(1+\log_{10} x)})^3 \cdot (x^{\frac{1}{12}})^3 = 200$.
$20 \cdot x^{-\frac{3}{2}(1+\log_{10} x)} \cdot x^{\frac{1}{4}} = 200$.
$x^{-\frac{3}{2}(1+\log_{10} x) + \frac{1}{4}} = 10$.
બંને બાજુ $\log_{10}$ લેતા,ધારો કે $t = \log_{10} x$:
$-\frac{3}{2}(1+t)t + \frac{1}{4} = 1$.
$-6t^2 - 6t - 3 = 0 \Rightarrow 2t^2 + 2t + 1 = 0$.
અહીં વિવેચક $D = 2^2 - 4(2)(1) = -4 < 0$ છે.
તેથી,$x$ ની કોઈ વાસ્તવિક કિંમત શક્ય નથી.
આમ,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.
180
DifficultMCQ
જો ${\left( {\frac{2}{x} + {x^{\log_8 x}}} \right)^6}$ ના દ્વિપદી વિસ્તરણમાં ચોથું પદ $x > 0$ માટે $20 \times 8^7$ હોય,તો $x$ ની કિંમત શોધો.
A
$8^3$
B
$8^{-2}$
C
$8$
D
$8^2$

Solution

(D) દ્વિપદી વિસ્તરણ $(a+b)^n$ માં સામાન્ય પદ $T_{r+1} = \binom{n}{r} a^{n-r} b^r$ છે.
અહીં $n=6$,$a = \frac{2}{x}$,અને $b = x^{\log_8 x}$ છે.
ચોથું પદ $T_4 = T_{3+1} = \binom{6}{3} \left( \frac{2}{x} \right)^3 \left( x^{\log_8 x} \right)^3 = 20 \cdot \frac{8}{x^3} \cdot x^{3 \log_8 x} = 160 \cdot x^{3 \log_8 x - 3}$.
આપેલ છે કે $T_4 = 20 \times 8^7$,તેથી $160 \cdot x^{3 \log_8 x - 3} = 20 \cdot 8^7$.
$8 \cdot x^{3 \log_8 x - 3} = 8^7 \Rightarrow x^{3 \log_8 x - 3} = 8^6$.
બંને બાજુ $\log_8$ લેતા: $(3 \log_8 x - 3) \log_8 x = 6$.
ધારો કે $t = \log_8 x$. તેથી $(3t - 3)t = 6 \Rightarrow t^2 - t - 2 = 0$.
$(t-2)(t+1) = 0$,તેથી $t=2$ અથવા $t=-1$.
જો $t=2$,તો $x = 8^2 = 64$.
જો $t=-1$,તો $x = 8^{-1} = 1/8$.
181
DifficultMCQ
જો $(x + 1)^n$ ના દ્વિપદી વિસ્તરણમાં $x$ ના ઘાતાંકોમાં ત્રણ ક્રમિક સહગુણકોનો ગુણોત્તર $2 : 15 : 70$ હોય,તો આ ત્રણ સહગુણકોની સરેરાશ શોધો.
A
$964$
B
$625$
C
$227$
D
$232$

Solution

(D) ધારો કે ત્રણ ક્રમિક સહગુણકો $^{n}C_{r-1}, ^{n}C_{r},$ અને $^{n}C_{r+1}$ છે.
આપેલ ગુણોત્તર: $\frac{^{n}C_{r-1}}{^{n}C_{r}} = \frac{2}{15}$ અને $\frac{^{n}C_{r}}{^{n}C_{r+1}} = \frac{15}{70} = \frac{3}{14}$.
સૂત્ર $\frac{^{n}C_{r-1}}{^{n}C_{r}} = \frac{r}{n-r+1}$ નો ઉપયોગ કરતા,$\frac{r}{n-r+1} = \frac{2}{15}$ $\Rightarrow 15r = 2n - 2r + 2$ $\Rightarrow 2n - 17r = -2 \dots (1)$.
સૂત્ર $\frac{^{n}C_{r}}{^{n}C_{r+1}} = \frac{r+1}{n-r}$ નો ઉપયોગ કરતા,$\frac{r+1}{n-r} = \frac{3}{14}$ $\Rightarrow 14r + 14 = 3n - 3r$ $\Rightarrow 3n - 17r = 14 \dots (2)$.
$(2)$ માંથી $(1)$ બાદ કરતા: $(3n - 17r) - (2n - 17r) = 14 - (-2) \Rightarrow n = 16$.
$(1)$ માં $n = 16$ મૂકતા: $2(16) - 17r = -2$ $\Rightarrow 32 + 2 = 17r$ $\Rightarrow 17r = 34$ $\Rightarrow r = 2$.
સહગુણકો $^{16}C_{1}, ^{16}C_{2}, ^{16}C_{3}$ છે.
$^{16}C_{1} = 16, ^{16}C_{2} = 120, ^{16}C_{3} = 560$.
સરેરાશ $= \frac{16 + 120 + 560}{3} = \frac{696}{3} = 232$.
182
DifficultMCQ
સૌથી નાની પ્રાકૃતિક સંખ્યા $n$ શોધો કે જેથી $(x^2 + \frac{1}{x^3})^n$ ના વિસ્તરણમાં $x$ નો સહગુણક $^nC_{23}$ થાય.
A
$38$
B
$58$
C
$23$
D
$35$

Solution

(A) $(x^2 + x^{-3})^n$ ના વિસ્તરણમાં સામાન્ય પદ $T_{r+1} = ^nC_r (x^2)^{n-r} (x^{-3})^r = ^nC_r x^{2n-5r}$ છે.
$x$ નો સહગુણક મેળવવા માટે,$x$ નો ઘાતાંક $1$ લઈએ:
$2n - 5r = 1 \Rightarrow 2n = 5r + 1$.
આપેલ છે કે સહગુણક $^nC_{23}$ છે,જેનો અર્થ છે કે $r = 23$ અથવા $n-r = 23$.
કિસ્સો $1$: જો $r = 23$ હોય,તો $2n = 5(23) + 1 = 116 \Rightarrow n = 58$.
કિસ્સો $2$: જો $n-r = 23$ હોય,તો $r = n-23$. આ કિંમત $2n = 5r + 1$ માં મૂકતા:
$2n = 5(n-23) + 1$ $\Rightarrow 2n = 5n - 115 + 1$ $\Rightarrow 3n = 114$ $\Rightarrow n = 38$.
$n$ ની બે શક્ય કિંમતો ($58$ અને $38$) માંથી,સૌથી નાની પ્રાકૃતિક સંખ્યા $38$ છે.
183
DifficultMCQ
ગુણાકાર $(1+ x)(1- x)^{10} (1+ x + x^2 )^9$ માં $x^{18}$ નો સહગુણક શોધો.
A
$84$
B
$126$
C
$-126$
D
$-84$

Solution

(A) આપેલ પદાવલિ: $(1+x)(1-x)^{10}(1+x+x^2)^9$
આપણે જાણીએ છીએ કે $(1-x)(1+x+x^2) = (1-x^3)$.
પદાવલિને આ રીતે લખો: $(1-x)(1-x^2)(1-x^3)^9$
$= (1-x-x^2+x^3)(1-x^3)^9$
$= (1-x-x^2+x^3) \sum_{k=0}^{9} \binom{9}{k} (-1)^k x^{3k}$
આપણને $x^{18}$ નો સહગુણક જોઈએ છે. આ ત્યારે મળે જ્યારે $3k = 18$,એટલે કે $k=6$.
$k=6$ ને અનુરૂપ પદ $\binom{9}{6} (-1)^6 x^{18} = 84 x^{18}$ છે.
આમ,સહગુણક $84$ છે.
184
DifficultMCQ
$\left( \frac{1}{60} - \frac{x^8}{81} \right) \left( 2x^2 - \frac{3}{x^2} \right)^6$ ના વિસ્તરણમાં $x$ થી સ્વતંત્ર પદ શોધો.
A
$36$
B
$-36$
C
$-108$
D
$-72$

Solution

(B) આપેલ પદાવલિ $\left( \frac{1}{60} - \frac{x^8}{81} \right) \left( 2x^2 - \frac{3}{x^2} \right)^6$ છે.
$\left( 2x^2 - \frac{3}{x^2} \right)^6$ ના વિસ્તરણમાં સામાન્ય પદ $T_{r+1} = {^6C_r} (2x^2)^{6-r} \left( -\frac{3}{x^2} \right)^r = {^6C_r} 2^{6-r} (-3)^r x^{12-4r}$ છે.
$x$ થી સ્વતંત્ર પદ મેળવવા માટે:
$1$. $\left( 2x^2 - \frac{3}{x^2} \right)^6$ માં $12-4r = 0 \Rightarrow r = 3$ લેતા,પદ ${^6C_3} 2^3 (-3)^3 = 20 \times 8 \times (-27) = -4320$ મળે.
તેને $\frac{1}{60}$ સાથે ગુણતા,$\frac{1}{60} \times (-4320) = -72$ મળે.
$2$. $\left( 2x^2 - \frac{3}{x^2} \right)^6$ માં $12-4r = -8 \Rightarrow r = 5$ લેતા,પદ ${^6C_5} 2^1 (-3)^5 = 6 \times 2 \times (-243) = -2916$ મળે.
તેને $-\frac{1}{81}$ સાથે ગુણતા,$-\frac{1}{81} \times (-2916) = 36$ મળે.
કુલ સરવાળો $-72 + 36 = -36$ થાય.
આમ,સાચો વિકલ્પ $(B)$ છે.
185
DifficultMCQ
પદાવલિ $(1+x)^{10}+x(1+x)^{9}+x^{2}(1+x)^{8}+\ldots+x^{10}$ માં $x^{7}$ નો સહગુણક શું છે?
A
$120$
B
$330$
C
$210$
D
$420$

Solution

(B) આપેલ પદાવલિ એ સમગુણોત્તર શ્રેણી છે જેમાં પ્રથમ પદ $a = (1+x)^{10}$,સામાન્ય ગુણોત્તર $r = \frac{x}{1+x}$,અને $n = 11$ પદો છે.
સરવાળો $S = a \frac{1-r^{n}}{1-r} = (1+x)^{10} \frac{1-(\frac{x}{1+x})^{11}}{1-\frac{x}{1+x}} = (1+x)^{11}-x^{11}$.
આપણે $(1+x)^{11}-x^{11}$ માં $x^{7}$ નો સહગુણક શોધવાનો છે.
$(1+x)^{11}$ ના વિસ્તરણમાં સામાન્ય પદ $^{11}C_{r} x^{r}$ છે.
$r = 7$ માટે,સહગુણક $^{11}C_{7} = \frac{11!}{7!4!} = 330$ થાય.
186
DifficultMCQ
જો $a, b,$ અને $c$ એ અનુક્રમે $^{19}C_{p}, ^{20}C_{q},$ અને $^{21}C_{r}$ ની મહત્તમ કિંમતો હોય,તો
A
$\frac{a}{11} = \frac{b}{22} = \frac{c}{21}$
B
$\frac{a}{10} = \frac{b}{11} = \frac{c}{21}$
C
$\frac{a}{10} = \frac{b}{11} = \frac{c}{42}$
D
$\frac{a}{11} = \frac{b}{22} = \frac{c}{42}$

Solution

(D) $^{n}C_{r}$ ની મહત્તમ કિંમત $^{n}C_{n/2}$ થાય જો $n$ બેકી હોય,અને $^{n}C_{(n-1)/2}$ અથવા $^{n}C_{(n+1)/2}$ થાય જો $n$ એકી હોય.
$a = ^{19}C_{p}$ માટે,મહત્તમ કિંમત $^{19}C_{9} = ^{19}C_{10} = a$ છે.
$b = ^{20}C_{q}$ માટે,મહત્તમ કિંમત $^{20}C_{10} = b$ છે.
$c = ^{21}C_{r}$ માટે,મહત્તમ કિંમત $^{21}C_{10} = ^{21}C_{11} = c$ છે.
આપણે જાણીએ છીએ કે $b = ^{20}C_{10} = \frac{20}{10} \times ^{19}C_{9} = 2a$.
તેથી $c = ^{21}C_{10} = \frac{21}{11} \times ^{20}C_{10} = \frac{21}{11}b = \frac{21}{11}(2a) = \frac{42a}{11}$.
આમ,$a : b : c = a : 2a : \frac{42a}{11} = 1 : 2 : \frac{42}{11} = 11 : 22 : 42$.
આથી $\frac{a}{11} = \frac{b}{22} = \frac{c}{42}$ મળે છે.
187
DifficultMCQ
$\left(\frac{x}{\cos \theta}+\frac{1}{x \sin \theta}\right)^{16}$ ના વિસ્તરણમાં,જો $\frac{\pi}{8} \leq \theta \leq \frac{\pi}{4}$ હોય ત્યારે $x$ થી સ્વતંત્ર પદનું ન્યૂનતમ મૂલ્ય $\ell_{1}$ હોય અને $\frac{\pi}{16} \leq \theta \leq \frac{\pi}{8}$ હોય ત્યારે $x$ થી સ્વતંત્ર પદનું ન્યૂનતમ મૂલ્ય $\ell_{2}$ હોય,તો ગુણોત્તર $\ell_{2} : \ell_{1}$ કેટલો થાય?
A
$1 : 8$
B
$1 : 16$
C
$8 : 1$
D
$16 : 1$

Solution

(D) સામાન્ય પદ $T_{r+1} = ^{16}C_{r} \left(\frac{x}{\cos \theta}\right)^{16-r} \left(\frac{1}{x \sin \theta}\right)^{r}$ છે.
સરળ બનાવતા,$T_{r+1} = ^{16}C_{r} x^{16-2r} \frac{1}{(\cos \theta)^{16-r} (\sin \theta)^{r}}$.
$x$ થી સ્વતંત્ર પદ માટે,$16-2r = 0$ લેતા,$r = 8$ મળે છે.
આમ,સ્વતંત્ર પદ $T_{9} = ^{16}C_{8} \frac{2^{8}}{(\sin 2\theta)^{8}}$ છે.
ધારો કે $f(\theta) = \frac{^{16}C_{8} \cdot 2^{8}}{(\sin 2\theta)^{8}}$.
$\theta \in [\frac{\pi}{8}, \frac{\pi}{4}]$ માટે,$\sin 2\theta$ વધતું વિધેય છે,તેથી $f(\theta)$ ન્યૂનતમ ત્યારે થાય જ્યારે $\sin 2\theta$ મહત્તમ હોય,એટલે કે $\theta = \frac{\pi}{4}$ પર. તેથી,$\ell_{1} = ^{16}C_{8} \cdot 2^{8}$.
$\theta \in [\frac{\pi}{16}, \frac{\pi}{8}]$ માટે,$f(\theta)$ ન્યૂનતમ ત્યારે થાય જ્યારે $\sin 2\theta$ મહત્તમ હોય,એટલે કે $\theta = \frac{\pi}{8}$ પર. તેથી,$\ell_{2} = ^{16}C_{8} \cdot 2^{12}$.
ગુણોત્તર $\frac{\ell_{2}}{\ell_{1}} = \frac{^{16}C_{8} \cdot 2^{12}}{^{16}C_{8} \cdot 2^{8}} = 2^{4} = 16$.
188
MediumMCQ
જો $(2 + a)^{50}$ ના વિસ્તરણમાં $17$ મું અને $18$ મું પદ સમાન હોય,તો $a$ શોધો.
A
$1$
B
$2$
C
$1/2$
D
$3$

Solution

(A) $(x+y)^n$ ના વિસ્તરણમાં $(r+1)$ મું પદ $T_{r+1} = {^nC_r} x^{n-r} y^r$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$17$ મા પદ માટે,$r+1 = 17$,એટલે કે $r = 16$.
તેથી,$T_{17} = T_{16+1} = {^{50}C_{16}} (2)^{34} a^{16}$.
તે જ રીતે,$18$ મા પદ માટે,$r = 17$.
તેથી,$T_{18} = T_{17+1} = {^{50}C_{17}} (2)^{33} a^{17}$.
આપેલ છે કે $T_{17} = T_{18}$,તેથી:
${^{50}C_{16}} 2^{34} a^{16} = {^{50}C_{17}} 2^{33} a^{17}$.
બંને બાજુ સાદું રૂપ આપતા:
$a = \frac{{^{50}C_{16}}}{{^{50}C_{17}}} \times 2 = \frac{17}{34} \times 2 = 1$.
189
Medium
સાબિત કરો કે $(1+x)^{2n}$ ના વિસ્તરણમાં મધ્યમ પદ $\frac{1 \cdot 3 \cdot 5 \cdots (2n-1)}{n!} 2^n x^n$ છે,જ્યાં $n$ એ ધન પૂર્ણાંક છે.

Solution

કારણ કે $2n$ યુગ્મ છે,તેથી $(1+x)^{2n}$ ના વિસ્તરણમાં મધ્યમ પદ $(\frac{2n}{2} + 1)$ મું પદ,એટલે કે $(n+1)$ મું પદ છે.
$(n+1)$ મું પદ નીચે મુજબ મળે છે:
$T_{n+1} = {}^{2n}C_n (1)^{2n-n} (x)^n = {}^{2n}C_n x^n = \frac{(2n)!}{n!n!} x^n$
$= \frac{2n(2n-1)(2n-2) \cdots 4 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 1}{n!n!} x^n$
$= \frac{[1 \cdot 3 \cdot 5 \cdots (2n-1)] \cdot [2 \cdot 4 \cdot 6 \cdots (2n)]}{n!n!} x^n$
$= \frac{[1 \cdot 3 \cdot 5 \cdots (2n-1)] \cdot 2^n [1 \cdot 2 \cdot 3 \cdots n]}{n!n!} x^n$
$= \frac{[1 \cdot 3 \cdot 5 \cdots (2n-1)] \cdot n!}{n!n!} 2^n x^n$
$= \frac{1 \cdot 3 \cdot 5 \cdots (2n-1)}{n!} 2^n x^n$
190
MediumMCQ
$(x+2 y)^{9}$ ના વિસ્તરણમાં $x^{6} y^{3}$ નો સહગુણક શોધો.
A
$672$
B
$576$
C
$432$
D
$864$

Solution

(A) $(x+2y)^{9}$ ના વિસ્તરણમાં સામાન્ય પદ $T_{r+1} = {}^{9}C_{r} x^{9-r} (2y)^{r}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આનું સાદું રૂપ $T_{r+1} = {}^{9}C_{r} 2^{r} x^{9-r} y^{r}$ થાય છે.
$x^{6} y^{3}$ નો સહગુણક શોધવા માટે,આપણે $y$ (અથવા $x$) ના ઘાતાંકની સરખામણી $x^{6} y^{3}$ સાથે કરીએ છીએ,જે આપણને $r = 3$ આપે છે.
સહગુણકના પદમાં $r = 3$ મૂકતા,આપણને મળે છે:
સહગુણક $= {}^{9}C_{3} \times 2^{3} = \frac{9 \times 8 \times 7}{3 \times 2 \times 1} \times 8 = 84 \times 8 = 672$.
191
Difficult
દ્વિપદી વિસ્તરણ $(x+a)^n$ માં બીજું,ત્રીજું અને ચોથું પદ અનુક્રમે $240, 720$ અને $1080$ છે. $x, a$ અને $n$ શોધો.

Solution

(N/A) આપેલ છે કે બીજું પદ $T_2 = 240$.
આપણે જાણીએ છીએ કે $T_2 = ^nC_1 x^{n-1} a = 240$ ..........$(1)$
તે જ રીતે,$T_3 = ^nC_2 x^{n-2} a^2 = 720$ ..........$(2)$
અને $T_4 = ^nC_3 x^{n-3} a^3 = 1080$ ..........$(3)$
$(2)$ ને $(1)$ વડે ભાગતા:
$\frac{^nC_2 x^{n-2} a^2}{^nC_1 x^{n-1} a} = \frac{720}{240} \implies \frac{n-1}{2} \cdot \frac{a}{x} = 3 \implies \frac{a}{x} = \frac{6}{n-1}$ ..........$(4)$
$(3)$ ને $(2)$ વડે ભાગતા:
$\frac{^nC_3 x^{n-3} a^3}{^nC_2 x^{n-2} a^2} = \frac{1080}{720} \implies \frac{n-2}{3} \cdot \frac{a}{x} = \frac{3}{2} \implies \frac{a}{x} = \frac{9}{2(n-2)}$ ..........$(5)$
$(4)$ અને $(5)$ ને સરખાવતા:
$\frac{6}{n-1} = \frac{9}{2(n-2)} \implies 12(n-2) = 9(n-1) \implies 12n - 24 = 9n - 9 \implies 3n = 15 \implies n = 5$.
$n=5$ ને $(4)$ માં મૂકતા:
$\frac{a}{x} = \frac{6}{5-1} = \frac{3}{2} \implies a = \frac{3x}{2}$.
$n=5$ અને $a = \frac{3x}{2}$ ને $(1)$ માં મૂકતા:
$5x^4 \cdot (\frac{3x}{2}) = 240 \implies x^5 = 32 \implies x = 2$.
તેથી $a = 3$.
આમ,$x=2, a=3, n=5$.
192
DifficultMCQ
$(1+a)^{n}$ ના વિસ્તરણમાં ત્રણ ક્રમિક પદોના સહગુણકોનો ગુણોત્તર $1:7:42$ છે. $n$ શોધો.
A
$55$
B
$25$
C
$35$
D
$45$

Solution

(A) ધારો કે $(1+a)^{n}$ ના વિસ્તરણમાં ત્રણ ક્રમિક પદો $(r-1)$ મું,$r$ મું અને $(r+1)$ મું પદ છે.
આ પદોના સહગુણકો અનુક્રમે $^{n}C_{r-2}$,$^{n}C_{r-1}$ અને $^{n}C_{r}$ છે.
આપેલ ગુણોત્તર $1:7:42$ મુજબ:
$\frac{^{n}C_{r-2}}{^{n}C_{r-1}} = \frac{1}{7} \implies \frac{r-1}{n-r+2} = \frac{1}{7} \implies n - 8r = -9$ ...........$(1)$
$\frac{^{n}C_{r-1}}{^{n}C_{r}} = \frac{7}{42} = \frac{1}{6} \implies \frac{r}{n-r+1} = \frac{1}{6} \implies n - 7r = -1$ ...........$(2)$
સમીકરણ $(2)$ માંથી $(1)$ બાદ કરતા:
$r = 8$
$r=8$ ની કિંમત સમીકરણ $(2)$ માં મૂકતા:
$n - 7(8) = -1 \implies n = 55$
193
MediumMCQ
$(x+3)^{8}$ ના વિસ્તરણમાં $x^{5}$ નો સહગુણક શોધો.
A
$1512$
B
$1251$
C
$1521$
D
$1152$

Solution

(A) $(a+b)^{n}$ ના દ્વિપદી વિસ્તરણમાં સામાન્ય પદ $(T_{r+1})$ એ $T_{r+1} = {}^{n}C_{r} a^{n-r} b^{r}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$(x+3)^{8}$ ના વિસ્તરણ માટે,આપણી પાસે $n=8$,$a=x$,અને $b=3$ છે.
તેથી,$T_{r+1} = {}^{8}C_{r} x^{8-r} 3^{r}$.
$x^{5}$ નો સહગુણક શોધવા માટે,આપણે $x$ ના ઘાતાંકને $5$ ની બરાબર લઈએ છીએ:
$8-r = 5 \implies r = 3$.
સામાન્ય પદના સમીકરણમાં $r=3$ મૂકતા:
સહગુણક $= {}^{8}C_{3} \times 3^{3} = \frac{8 \times 7 \times 6}{3 \times 2 \times 1} \times 27 = 56 \times 27 = 1512$.
194
MediumMCQ
$(a-2 b)^{12}$ માં $a^{5} b^{7}$ નો સહગુણક શોધો.
A
$101376$
B
$-101376$
C
$50688$
D
$-50688$

Solution

(B) $(a+x)^{n}$ ના દ્વિપદી વિસ્તરણમાં સામાન્ય પદ $(T_{r+1})$ નીચે મુજબ છે: $T_{r+1} = {}^{n}C_{r} a^{n-r} x^{r}$.
$(a-2b)^{12}$ ના વિસ્તરણ માટે,સામાન્ય પદ છે:
$T_{r+1} = {}^{12}C_{r} (a)^{12-r} (-2b)^{r} = {}^{12}C_{r} (-2)^{r} a^{12-r} b^{r}$.
$a^{5} b^{7}$ નો સહગુણક શોધવા માટે,$b$ ના ઘાતાંકની સરખામણી કરતા:
$r = 7$.
સહગુણકના પદમાં $r = 7$ મૂકતા:
સહગુણક $= {}^{12}C_{7} (-2)^{7}$.
કિંમતોની ગણતરી કરતા:
${}^{12}C_{7} = \frac{12!}{7!5!} = 792$.
$(-2)^{7} = -128$.
સહગુણક $= 792 \times (-128) = -101376$.
195
EasyMCQ
$(x^{2}-y)^{6}$ ના વિસ્તરણમાં સામાન્ય પદ લખો.
A
$(-1)^{r} \cdot {}^{6}C_{r} \cdot x^{12-2r} \cdot y^{r}$
B
$(-1)^{r} \cdot {}^{6}C_{r} \cdot x^{6-r} \cdot y^{r}$
C
$(-1)^{r} \cdot {}^{6}C_{r} \cdot x^{12-r} \cdot y^{r}$
D
$(-1)^{r} \cdot {}^{6}C_{r} \cdot x^{2r} \cdot y^{r}$

Solution

(A) દ્વિપદી વિસ્તરણ $(a+b)^{n}$ માં સામાન્ય પદ $T_{r+1}$ નું સૂત્ર $T_{r+1} = {}^{n}C_{r} a^{n-r} b^{r}$ છે.
$(x^{2}-y)^{6}$ ના વિસ્તરણ માટે,$a = x^{2}$,$b = -y$,અને $n = 6$ છે.
આ કિંમતો સૂત્રમાં મૂકતા:
$T_{r+1} = {}^{6}C_{r} (x^{2})^{6-r} (-y)^{r}$
$T_{r+1} = {}^{6}C_{r} x^{12-2r} (-1)^{r} y^{r}$
$T_{r+1} = (-1)^{r} {}^{6}C_{r} x^{12-2r} y^{r}$
196
Easy
$(x^{2}-yx)^{12}, x \neq 0$ ના વિસ્તરણમાં સામાન્ય પદ લખો.

Solution

$(a+b)^{n}$ ના દ્વિપદી વિસ્તરણમાં સામાન્ય પદ $T_{r+1}$ નું સૂત્ર $T_{r+1} = {}^{n}C_{r} a^{n-r} b^{r}$ છે.
$(x^{2}-yx)^{12}$ ના વિસ્તરણ માટે,$a = x^{2}$,$b = -yx$,અને $n = 12$ છે.
આ કિંમતો સૂત્રમાં મૂકતા:
$T_{r+1} = {}^{12}C_{r} (x^{2})^{12-r} (-yx)^{r}$
$T_{r+1} = {}^{12}C_{r} (x^{24-2r}) (-1)^{r} y^{r} x^{r}$
$T_{r+1} = (-1)^{r} {}^{12}C_{r} x^{24-2r+r} y^{r}$
$T_{r+1} = (-1)^{r} {}^{12}C_{r} x^{24-r} y^{r}$
197
EasyMCQ
$(x-2y)^{12}$ ના વિસ્તરણમાં $4^{\text{th}}$ પદ શોધો. ($x^9y^3$ માં)
A
$-1760$
B
$1760$
C
$-17600$
D
$17600$

Solution

(A) $(a+b)^n$ ના દ્વિપદી વિસ્તરણમાં $(r+1)^{\text{th}}$ પદ,$T_{r+1}$,$T_{r+1} = {^nC_r} a^{n-r} b^r$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$(x-2y)^{12}$ ના વિસ્તરણ માટે,આપણી પાસે $n=12$,$a=x$,અને $b=-2y$ છે.
$4^{\text{th}}$ પદ માટે $r+1=4$,તેથી $r=3$.
$T_4 = T_{3+1} = {^{12}C_3} (x)^{12-3} (-2y)^3$
$T_4 = \frac{12 \times 11 \times 10}{3 \times 2 \times 1} \times x^9 \times (-8)y^3$
$T_4 = 220 \times x^9 \times (-8)y^3 = -1760x^9y^3$.
198
MediumMCQ
$\left(9x - \frac{1}{3\sqrt{x}}\right)^{18}, x \neq 0$ ના વિસ્તરણમાં $13^{\text{th}}$ પદ શોધો.
A
$18564$
B
$18564x$
C
$18564x^2$
D
$18564x^{-1}$

Solution

(A) દ્વિપદી વિસ્તરણ $(a+b)^n$ માં $(r+1)^{\text{th}}$ પદ $T_{r+1} = {^nC_r} a^{n-r} b^r$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$\left(9x - \frac{1}{3\sqrt{x}}\right)^{18}$ ના વિસ્તરણ માટે,$n=18$,$a=9x$,અને $b=-\frac{1}{3\sqrt{x}}$ છે.
$13^{\text{th}}$ પદ શોધવા માટે,$r+1 = 13$ લેતા,$r=12$ મળે છે.
$T_{13} = {^{18}C_{12}} (9x)^{18-12} \left(-\frac{1}{3\sqrt{x}}\right)^{12}$
$T_{13} = {^{18}C_{12}} (9x)^6 \left(\frac{1}{3\sqrt{x}}\right)^{12}$
$T_{13} = \frac{18!}{12!6!} \cdot (3^2)^6 \cdot x^6 \cdot \frac{1}{3^{12} \cdot (x^{1/2})^{12}}$
$T_{13} = 18564 \cdot 3^{12} \cdot x^6 \cdot \frac{1}{3^{12} \cdot x^6} = 18564$.
199
MediumMCQ
$\left(3-\frac{x^{3}}{6}\right)^{7}$ ના વિસ્તરણમાં મધ્યમ પદો શોધો.
A
$-\frac{105}{8} x^{9}$ અને $\frac{35}{48} x^{12}$
B
$\frac{105}{8} x^{9}$ અને $\frac{35}{48} x^{12}$
C
$-\frac{105}{8} x^{9}$ અને $-\frac{35}{48} x^{12}$
D
$\frac{105}{8} x^{9}$ અને $-\frac{35}{48} x^{12}$

Solution

(A) $(a+b)^{n}$ ના વિસ્તરણમાં,જો $n$ એકી સંખ્યા હોય,તો બે મધ્યમ પદો મળે છે,જે $\left(\frac{n+1}{2}\right)$ મું પદ અને $\left(\frac{n+1}{2}+1\right)$ મું પદ છે.
$\left(3-\frac{x^{3}}{6}\right)^{7}$ ના વિસ્તરણ માટે,$n=7$,તેથી મધ્યમ પદો $\left(\frac{7+1}{2}\right) = 4$ થું પદ અને $\left(\frac{7+1}{2}+1\right) = 5$ મું પદ છે.
$T_{4} = T_{3+1} = {}^{7}C_{3} (3)^{7-3} \left(-\frac{x^{3}}{6}\right)^{3} = 35 \times 81 \times \left(-\frac{x^{9}}{216}\right) = -\frac{105}{8} x^{9}$.
$T_{5} = T_{4+1} = {}^{7}C_{4} (3)^{7-4} \left(-\frac{x^{3}}{6}\right)^{4} = 35 \times 27 \times \frac{x^{12}}{1296} = \frac{35}{48} x^{12}$.
આમ,મધ્યમ પદો $-\frac{105}{8} x^{9}$ અને $\frac{35}{48} x^{12}$ છે.
200
MediumMCQ
$\left(\frac{x}{3}+9 y\right)^{10}$ ના વિસ્તરણમાં મધ્યમ પદ શોધો.
A
$61236 x^{5} y^{5}$
B
$61236 x^{4} y^{6}$
C
$61236 x^{6} y^{4}$
D
$61236 x^{5} y^{6}$

Solution

(A) $(a+b)^{n}$ ના વિસ્તરણમાં,જો $n$ બેકી સંખ્યા હોય,તો મધ્યમ પદ $\left(\frac{n}{2}+1\right)$ મું પદ થાય.
અહીં,$n=10$,તેથી મધ્યમ પદ $\left(\frac{10}{2}+1\right) = 6$ મું પદ છે.
સામાન્ય પદ $T_{r+1} = {}^{n}C_{r} a^{n-r} b^{r}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$6$ માં પદ માટે,$r=5$:
$T_{6} = {}^{10}C_{5} \left(\frac{x}{3}\right)^{10-5} (9y)^{5}$
$T_{6} = {}^{10}C_{5} \left(\frac{x}{3}\right)^{5} (9^{5} y^{5})$
$T_{6} = \frac{10 \times 9 \times 8 \times 7 \times 6}{5 \times 4 \times 3 \times 2 \times 1} \times \frac{x^{5}}{3^{5}} \times (3^{2})^{5} y^{5}$
$T_{6} = 252 \times \frac{x^{5}}{3^{5}} \times 3^{10} y^{5}$
$T_{6} = 252 \times 3^{5} \times x^{5} y^{5}$
$T_{6} = 252 \times 243 \times x^{5} y^{5} = 61236 x^{5} y^{5}$.

Binomial Theorem — General term, Coefficient of any power of x, Independent term, Middle term and Greatest term and Greatest coefficient · Frequently Asked Questions

1Are these Binomial Theorem questions useful for JEE and NEET?

Yes. All questions in this section are mapped to JEE Main and NEET exam patterns. Previous year questions from JEE Main, NEET, GUJCET and state-level exams are included with full solutions.

2Can I switch to Hindi or Gujarati for these questions?

Yes. Use the language tabs in the hero section or the sidebar to view the same questions and solutions in English, Hindi or Gujarati.

3How do I generate a question paper from this subtopic?

Use the Vedclass Exam Paper Generator — select the chapter and subtopic, set difficulty, and generate Sets A, B, C, D automatically. First 3 chapters of every subject are free.

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D papers from this chapter in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo
For Teachers & Institutes

Generate a Binomial Theorem Exam Paper in 2 Minutes

Select subtopic & difficulty — Sets A, B, C, D auto-generated with No Repeat logic.

First 3 chapters of every subject are free — no payment required.