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

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

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Showing 48 of 442 questions in Hindi

51
EasyMCQ
${\left( {{x^2} - \frac{{3\sqrt{3}}}{{{x^3}}}} \right)^{10}}$ के विस्तार में $x$ से स्वतंत्र पद है
A
$153090$
B
$150000$
C
$150090$
D
$153180$

Solution

(A) ${\left( {{x^2} - \frac{{3\sqrt{3}}}{{{x^3}}}} \right)^{10}}$ के विस्तार में व्यापक पद इस प्रकार है:
${T_{r + 1}} = {}^{10}{C_r} {({x^2})^{10 - r}} {\left( { - 3\sqrt{3} \cdot {x^{ - 3}}} \right)^r}$
${T_{r + 1}} = {}^{10}{C_r} {x^{20 - 2r}} {(-3\sqrt{3})^r} {x^{ - 3r}}$
${T_{r + 1}} = {}^{10}{C_r} {(-3\sqrt{3})^r} {x^{20 - 5r}}$
$x$ से स्वतंत्र पद के लिए,$x$ का घातांक $0$ होना चाहिए:
$20 - 5r = 0 \Rightarrow r = 4$
$r = 4$ रखने पर:
${T_5} = {}^{10}{C_4} {(-3\sqrt{3})^4}$
${T_5} = 210 \times 81 \times 9 = 153090$
52
EasyMCQ
$(1 + x)^{10}$ के विस्तार में मध्य पद का गुणांक है
A
$\frac{10!}{5! \times 6!}$
B
$\frac{10!}{(5!)^2}$
C
$\frac{10!}{5! \times 7!}$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(B) $(1 + x)^n$ के द्विपद विस्तार में $n+1$ पद होते हैं।
यहाँ,$n = 10$,जो एक सम संख्या है,इसलिए कुल पदों की संख्या $10 + 1 = 11$ है।
चूंकि पदों की संख्या विषम है,इसलिए केवल एक मध्य पद होता है,जो $\left( \frac{n}{2} + 1 \right)$ वां पद है।
मध्य पद $= \left( \frac{10}{2} + 1 \right) = 6$ वां पद।
$(1 + x)^n$ के विस्तार में सामान्य पद $T_{r+1} = {}^nC_r x^r$ द्वारा दिया जाता है।
$6$ वें पद के लिए,$r+1 = 6$,इसलिए $r = 5$ है।
$T_6 = {}^{10}C_5 x^5$।
मध्य पद का गुणांक ${}^{10}C_5 = \frac{10!}{5!(10-5)!} = \frac{10!}{(5!)^2}$ है।
53
EasyMCQ
$(1 + x)^{2n}$ के विस्तार में मध्य पद है
A
$\frac{(2n)!}{n!} x^2$
B
$\frac{(2n)!}{n!(n - 1)!} x^{n + 1}$
C
$\frac{(2n)!}{(n!)^2} x^n$
D
$\frac{(2n)!}{(n + 1)!(n - 1)!} x^n$

Solution

(C) $(1 + x)^{2n}$ के विस्तार में कुल पदों की संख्या $2n + 1$ है,जो कि एक विषम संख्या है।
इसलिए,इसमें केवल एक ही मध्य पद है,जो $\left(\frac{2n}{2} + 1\right)$-वाँ पद है,अर्थात $(n + 1)$-वाँ पद।
$(1 + x)^{2n}$ के विस्तार में व्यापक पद $T_{r+1} = {}^{2n}C_r x^r$ द्वारा दिया जाता है।
$r = n$ के लिए,मध्य पद $T_{n+1} = {}^{2n}C_n x^n$ है।
सूत्र ${}^{2n}C_n = \frac{(2n)!}{n! n!}$ का उपयोग करने पर,हमें मध्य पद $\frac{(2n)!}{(n!)^2} x^n$ प्राप्त होता है।
54
MediumMCQ
$(1 + x)^{2n + 2}$ के विस्तार में सबसे बड़ा गुणांक क्या है?
A
$\frac{(2n)!}{(n!)^2}$
B
$\frac{(2n + 2)!}{\{(n + 1)!\}^2}$
C
$\frac{(2n + 2)!}{n!(n + 1)!}$
D
$\frac{(2n)!}{n!(n + 1)!}$

Solution

(B) $(1 + x)^m$ के विस्तार में मध्य पद का गुणांक सबसे बड़ा होता है।
$(1 + x)^{2n + 2}$ के लिए,घात $m = 2n + 2$ है,जो एक सम संख्या है।
मध्य पद $\left(\frac{m}{2} + 1\right)$-वां पद है,अर्थात $(n + 2)$-वां पद।
$(n + 2)$-वें पद का गुणांक $\binom{2n + 2}{n + 1}$ है।
अतः,सबसे बड़ा गुणांक $\binom{2n + 2}{n + 1} = \frac{(2n + 2)!}{\{(n + 1)!\}^2}$ है।
55
DifficultMCQ
$\sqrt{3} \left( 1 + \frac{1}{\sqrt{3}} \right)^{20}$ के विस्तार में सबसे बड़ा पद क्या है?
A
$\frac{25840}{9}$
B
$\frac{24840}{9}$
C
$\frac{26840}{9}$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(A) माना कि $\sqrt{3} \left( 1 + \frac{1}{\sqrt{3}} \right)^{20}$ के विस्तार में $T_{r+1}$ सबसे बड़ा पद है।
हमें प्राप्त होता है $T_{r+1} = \sqrt{3} \cdot {}^{20}C_r \left( \frac{1}{\sqrt{3}} \right)^r$ और $T_r = \sqrt{3} \cdot {}^{20}C_{r-1} \left( \frac{1}{\sqrt{3}} \right)^{r-1}$.
सबसे बड़े पद के लिए,हम अनुपात $\frac{T_{r+1}}{T_r} \ge 1$ पर विचार करते हैं।
$\frac{T_{r+1}}{T_r} = \frac{{}^{20}C_r}{{}^{20}C_{r-1}} \cdot \frac{1}{\sqrt{3}} = \frac{20-r+1}{r} \cdot \frac{1}{\sqrt{3}} \ge 1$.
$21 - r \ge r\sqrt{3} \Rightarrow 21 \ge r(\sqrt{3} + 1)$.
$r \le \frac{21}{\sqrt{3} + 1} \approx 7.686$.
चूंकि $r$ एक पूर्णांक होना चाहिए,इसलिए सबसे बड़ा पद $r = 7$ पर प्राप्त होता है,जो $T_8$ है।
$T_8 = \sqrt{3} \cdot {}^{20}C_7 \left( \frac{1}{\sqrt{3}} \right)^7 = \frac{25840}{9}$.
56
DifficultMCQ
यदि $n$ एक सम धनात्मक पूर्णांक है,तो $(1 + x)^n$ के विस्तार में महत्तम पद का गुणांक भी महत्तम हो,इसके लिए शर्त है:
A
$\frac{n}{n + 2} < x < \frac{n + 2}{n}$
B
$\frac{n + 1}{n} < x < \frac{n}{n + 1}$
C
$\frac{n}{n + 4} < x < \frac{n + 4}{4}$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(A) यदि $n$ सम है,तो महत्तम गुणांक $^nC_{n/2}$ है।
महत्तम पद का गुणांक महत्तम होने के लिए,पद $T_{n/2+1} = ^nC_{n/2} x^{n/2}$ को अपने पड़ोसी पदों $T_{n/2}$ और $T_{n/2+2}$ से बड़ा होना चाहिए।
$T_{n/2+1} > T_{n/2} \implies ^nC_{n/2} x^{n/2} > ^nC_{n/2-1} x^{n/2-1} \implies x > \frac{^nC_{n/2-1}}{^nC_{n/2}} = \frac{n}{n + 2}$.
$T_{n/2+1} > T_{n/2+2} \implies ^nC_{n/2} x^{n/2} > ^nC_{n/2+1} x^{n/2+1} \implies x < \frac{^nC_{n/2}}{^nC_{n/2+1}} = \frac{n + 2}{n}$.
अतः,शर्त $\frac{n}{n + 2} < x < \frac{n + 2}{n}$ है।
57
DifficultMCQ
वह अंतराल जिसमें $x$ स्थित होना चाहिए ताकि $(1 + x)^{2n}$ के विस्तार में सबसे बड़ा पद सबसे बड़ा गुणांक रखे,है
A
$\left( \frac{n - 1}{n}, \frac{n}{n - 1} \right)$
B
$\left( \frac{n}{n + 1}, \frac{n + 1}{n} \right)$
C
$\left( \frac{n}{n + 2}, \frac{n + 2}{n} \right)$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(B) $(1 + x)^{2n}$ के विस्तार में सबसे बड़ा गुणांक मध्य पद का गुणांक है,जो $^{2n}C_n$ है।
पद $T_{n+1} = ^{2n}C_n x^n$ के सबसे बड़ा पद होने के लिए,इसे $T_{n+1} \ge T_n$ और $T_{n+1} \ge T_{n+2}$ को संतुष्ट करना चाहिए।
प्रथम,$T_{n+1} \ge T_n \Rightarrow ^{2n}C_n x^n \ge ^{2n}C_{n-1} x^{n-1}$।
यह $x \ge \frac{n}{n+1}$ में सरल हो जाता है।
द्वितीय,$T_{n+1} \ge T_{n+2} \Rightarrow ^{2n}C_n x^n \ge ^{2n}C_{n+1} x^{n+1}$।
यह $x \le \frac{n+1}{n}$ में सरल हो जाता है।
अतः,आवश्यक अंतराल $\left( \frac{n}{n + 1}, \frac{n + 1}{n} \right)$ है।
58
MediumMCQ
$(1 + x)^{2n + 1}$ के विस्तार में सबसे बड़ा गुणांक क्या है?
A
$\frac{(2n + 1)!}{n!(n + 1)!}$
B
$\frac{(2n + 2)!}{n!(n + 1)!}$
C
$\frac{(2n + 1)!}{[(n + 1)!]^2}$
D
$\frac{(2n)!}{(n!)^2}$

Solution

(A) $(1 + x)^{2n + 1}$ के विस्तार में सामान्य पद $T_{r+1} = {}^{2n+1}C_r x^r$ द्वारा दिया जाता है।
गुणांक $r = 0, 1, 2, \dots, 2n+1$ के लिए द्विपद गुणांक ${}^{2n+1}C_r$ हैं।
$(1+x)^N$ के विस्तार के लिए,सबसे बड़ा गुणांक मध्य पद का गुणांक होता है। यहाँ $N = 2n + 1$ है,जो एक विषम संख्या है।
विषम घात $N$ के लिए,$r = \frac{N-1}{2}$ और $r = \frac{N+1}{2}$ पर दो मध्य पद होते हैं।
$N = 2n + 1$ प्रतिस्थापित करने पर:
$r_1 = \frac{2n+1-1}{2} = n$
$r_2 = \frac{2n+1+1}{2} = n+1$
सबसे बड़े गुणांक ${}^{2n+1}C_n$ और ${}^{2n+1}C_{n+1}$ हैं।
${}^{2n+1}C_n = \frac{(2n+1)!}{n!(2n+1-n)!} = \frac{(2n+1)!}{n!(n+1)!}$ की गणना करने पर।
अतः,सबसे बड़ा गुणांक $\frac{(2n + 1)!}{n!(n + 1)!}$ है।
59
DifficultMCQ
$(1 + x)^n (1 + \frac{1}{x})^n$ के विस्तार में $\frac{1}{x}$ का गुणांक है
A
$\frac{n!}{(n - 1)!(n + 1)!}$
B
$\frac{(2n)!}{(n - 1)!(n + 1)!}$
C
$\frac{n!}{(n - 1)!(n + 1)!}$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(B) दी गई व्यंजक: $(1 + x)^n (1 + \frac{1}{x})^n = (1 + x)^n \frac{(x + 1)^n}{x^n} = \frac{(1 + x)^{2n}}{x^n}$.
हमें इस विस्तार में $\frac{1}{x}$ का गुणांक ज्ञात करना है।
यह $(1 + x)^{2n}$ के विस्तार में $x^{n-1}$ का गुणांक ज्ञात करने के बराबर है।
$(1 + x)^{2n}$ के विस्तार में सामान्य पद $T_{r+1} = {}^{2n}C_r x^r$ है।
$x^{n-1}$ का गुणांक ज्ञात करने के लिए,$r = n - 1$ रखें।
अतः,गुणांक ${}^{2n}C_{n-1} = \frac{(2n)!}{(n - 1)!(2n - (n - 1))!} = \frac{(2n)!}{(n - 1)!(n + 1)!}$ है।
60
DifficultMCQ
${(1 + x)^n}{\left( {1 + \frac{1}{x}} \right)^n}$ के विस्तार में $x$ से स्वतंत्र पद है
A
$C_0^2 + C_1^2 + .... + C_n^2$
B
$({C_0} + {C_1} + .... + {C_n})^2$
C
$C_0^2 + 2C_1^2 + .... + (n + 1)C_n^2$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(A) दिया गया व्यंजक $E = (1 + x)^n \left( 1 + \frac{1}{x} \right)^n$ है।
इसे $E = (1 + x)^n \left( \frac{x + 1}{x} \right)^n = \frac{(1 + x)^{2n}}{x^n}$ के रूप में लिखा जा सकता है।
$E$ के विस्तार में $x$ से स्वतंत्र पद,$(1 + x)^{2n}$ के विस्तार में $x^n$ का गुणांक है।
$(1 + x)^{2n}$ के विस्तार में व्यापक पद $T_{r+1} = {}^{2n}C_r x^r$ है।
$x^n$ का गुणांक ज्ञात करने के लिए,हम $r = n$ रखते हैं।
अतः,गुणांक ${}^{2n}C_n$ है।
सर्वसमिका ${}^{2n}C_n = \sum_{k=0}^{n} ({}^nC_k)^2$ का उपयोग करने पर,हमें $C_0^2 + C_1^2 + .... + C_n^2$ प्राप्त होता है।
61
DifficultMCQ
$(x^2 - x - 2)^5$ के विस्तार में $x^5$ का गुणांक क्या है?
A
$-83$
B
$-82$
C
$-81$
D
$0$

Solution

(C) दी गई व्यंजक: $(x^2 - x - 2)^5 = ((x - 2)(x + 1))^5 = (x - 2)^5(x + 1)^5$.
द्विपद प्रमेय का उपयोग करते हुए:
$(x - 2)^5 = x^5 - 10x^4 + 40x^3 - 80x^2 + 80x - 32$.
$(x + 1)^5 = 1 + 5x + 10x^2 + 10x^3 + 5x^4 + x^5$.
$x^5$ का गुणांक ज्ञात करने के लिए,दोनों विस्तारों के पदों का गुणा करने पर:
$(1)(1) + (-10)(5) + (40)(10) + (-80)(10) + (80)(5) + (-32)(1)$
$= 1 - 50 + 400 - 800 + 400 - 32 = -81$.
62
DifficultMCQ
$(1 + x)(1 - x)^n$ के विस्तार में $x^n$ का गुणांक है
A
$(-1)^{n-1}n$
B
$(-1)^n(1 - n)$
C
$(-1)^{n-1}(n - 1)^2$
D
$(n - 1)$

Solution

(B) व्यंजक $(1 + x)(1 - x)^n = (1 - x)^n + x(1 - x)^n$ है।
हमें इस व्यंजक में $x^n$ का गुणांक ज्ञात करना है।
$(1 - x)^n$ में $x^n$ का गुणांक सामान्य पद $T_{r+1} = \binom{n}{r} (1)^{n-r} (-x)^r = \binom{n}{r} (-1)^r x^r$ द्वारा दिया जाता है।
$r = n$ के लिए,गुणांक $\binom{n}{n} (-1)^n = (-1)^n$ है।
$x(1 - x)^n$ में $x^n$ का गुणांक $(1 - x)^n$ में $x^{n-1}$ का गुणांक है।
$r = n-1$ के लिए,गुणांक $\binom{n}{n-1} (-1)^{n-1} = n (-1)^{n-1} = -n (-1)^n$ है।
इन दोनों को जोड़ने पर,कुल गुणांक $(-1)^n - n(-1)^n = (-1)^n(1 - n)$ प्राप्त होता है।
63
EasyMCQ
${\left( {x + \frac{1}{{2x}}} \right)^{2n}}$ के विस्तार में मध्य पद क्या है?
A
$\frac{1 \cdot 3 \cdot 5 \cdot \dots \cdot (2n - 3)}{n!}$
B
$\frac{1 \cdot 3 \cdot 5 \cdot \dots \cdot (2n - 1)}{n!}$
C
$\frac{1 \cdot 3 \cdot 5 \cdot \dots \cdot (2n + 1)}{n!}$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(B) $(x + a)^{2n}$ के विस्तार में कुल पदों की संख्या $2n + 1$ है,जो एक विषम संख्या है। अतः,मध्य पद $(n+1)$-वाँ पद है।
सामान्य पद के सूत्र $T_{r+1} = {}^{2n}C_r (x)^{2n-r} (\frac{1}{2x})^r$ का उपयोग करके,मध्य पद के लिए $r = n$ रखने पर:
$T_{n+1} = {}^{2n}C_n (x)^{2n-n} (\frac{1}{2x})^n = {}^{2n}C_n \cdot x^n \cdot \frac{1}{2^n x^n} = \frac{(2n)!}{n! n! 2^n}$.
$(2n)! = 1 \cdot 2 \cdot 3 \cdot \dots \cdot (2n)$ को विषम और सम पदों में अलग करने पर:
$(2n)! = [1 \cdot 3 \cdot 5 \cdot \dots \cdot (2n-1)] \cdot 2^n \cdot n!$.
यह मान रखने पर:
$T_{n+1} = \frac{1 \cdot 3 \cdot 5 \cdot \dots \cdot (2n-1)}{n!}$.
64
DifficultMCQ
$(1 + 3x + 2x^2)^6$ के विस्तार में $x^{11}$ का गुणांक है
A
$144$
B
$288$
C
$216$
D
$576$

Solution

(D) दी गई व्यंजक $(1 + 3x + 2x^2)^6 = ((1 + x)(1 + 2x))^6 = (1 + x)^6 (1 + 2x)^6$ है।
हमें $(1 + x)^6 (1 + 2x)^6$ के गुणनफल में $x^{11}$ का गुणांक ज्ञात करना है।
$(1 + x)^6 = \sum_{r=0}^{6} \binom{6}{r} x^r$ और $(1 + 2x)^6 = \sum_{k=0}^{6} \binom{6}{k} 2^k x^k$ है।
गुणनफल में सामान्य पद $\binom{6}{r} \binom{6}{k} 2^k x^{r+k}$ है।
$x^{11}$ के लिए,$r + k = 11$ होना चाहिए। संभव जोड़े $(r, k) = (5, 6)$ और $(6, 5)$ हैं।
$(r, k) = (5, 6)$ के लिए: गुणांक $\binom{6}{5} \binom{6}{6} 2^6 = 6 \cdot 1 \cdot 64 = 384$ है।
$(r, k) = (6, 5)$ के लिए: गुणांक $\binom{6}{6} \binom{6}{5} 2^5 = 1 \cdot 6 \cdot 32 = 192$ है।
$x^{11}$ का कुल गुणांक $= 384 + 192 = 576$ है।
65
EasyMCQ
${\left( {x - \frac{1}{x}} \right)^{18}}$ के विस्तार में मध्य पद है
A
$^{18}C_9$
B
$-^{18}C_9$
C
$^{18}C_0$
D
$-^{18}C_{10}$

Solution

(B) $(x + a)^n$ के विस्तार के लिए,यदि $n$ सम है,तो मध्य पद $(\frac{n}{2} + 1)$ वाँ पद होता है।
यहाँ,$n = 18$,जो कि सम है।
अतः,मध्य पद $(\frac{18}{2} + 1) = 10$ वाँ पद है।
$(x - \frac{1}{x})^{18}$ के विस्तार में व्यापक पद $T_{r+1} = ^{18}C_r (x)^{18-r} (- \frac{1}{x})^r$ है।
$10$ वें पद के लिए,$r = 9$ रखने पर,
$T_{10} = ^{18}C_9 (x)^9 (-1)^9 (\frac{1}{x})^9 = -^{18}C_9$.
66
MediumMCQ
यदि $(x - 2y + 3z)^n$ के विस्तार में गुणांकों का योग $128$ है,तो $(1 + x)^n$ के विस्तार में सबसे बड़ा गुणांक क्या है?
A
$35$
B
$20$
C
$10$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(A) $(x - 2y + 3z)^n$ के विस्तार में गुणांकों का योग ज्ञात करने के लिए,हम $x = 1, y = 1, z = 1$ रखते हैं।
योग $= (1 - 2 + 3)^n = 2^n$.
दिया गया है कि $2^n = 128$,इसलिए $2^n = 2^7$,जिसका अर्थ है $n = 7$.
$(1 + x)^7$ का विस्तार $\sum_{r=0}^{7} {^7C_r} x^r$ है।
गुणांक ${^7C_0}, {^7C_1}, {^7C_2}, {^7C_3}, {^7C_4}, {^7C_5}, {^7C_6}, {^7C_7}$ हैं।
सबसे बड़ा गुणांक ${^7C_3} = {^7C_4} = \frac{7 \times 6 \times 5}{3 \times 2 \times 1} = 35$ है।
67
DifficultMCQ
$(x + 3)^{n - 1} + (x + 3)^{n - 2}(x + 2) + (x + 3)^{n - 3}(x + 2)^2 + ... + (x + 2)^{n - 1}$ के विस्तार में $x^r$ के गुणांक ज्ञात कीजिए,जहाँ $0 \le r \le (n - 1)$ है।
A
$^nC_r(3^r - 2^n)$
B
$^nC_r(3^{n - r} - 2^{n - r})$
C
$^nC_r(3^r + 2^{n - r})$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(B) दी गई अभिव्यक्ति एक गुणोत्तर श्रेणी है जिसका प्रथम पद $a = (x + 3)^{n - 1}$,सार्व अनुपात $q = \frac{x + 2}{x + 3}$ और $n$ पद हैं।
गुणोत्तर श्रेणी के योग सूत्र $S_n = \frac{a(1 - q^n)}{1 - q}$ का उपयोग करते हुए:
$S_n = \frac{(x + 3)^{n - 1} [1 - (\frac{x + 2}{x + 3})^n]}{1 - \frac{x + 2}{x + 3}} = \frac{(x + 3)^{n - 1} [\frac{(x + 3)^n - (x + 2)^n}{(x + 3)^n}]}{\frac{(x + 3) - (x + 2)}{x + 3}} = \frac{(x + 3)^n - (x + 2)^n}{(x + 3) - (x + 2)} = (x + 3)^n - (x + 2)^n$.
अब,हम $(x + 3)^n - (x + 2)^n$ के विस्तार में $x^r$ का गुणांक ज्ञात करते हैं।
द्विपद प्रमेय का उपयोग करते हुए,$(x + a)^n = \sum_{k=0}^{n} {^nC_k} x^{n-k} a^k$.
$(x + 3)^n$ के लिए,$x^r$ युक्त पद $^nC_{n-r} x^r 3^{n-r} = ^nC_r x^r 3^{n-r}$ है।
$(x + 2)^n$ के लिए,$x^r$ युक्त पद $^nC_{n-r} x^r 2^{n-r} = ^nC_r x^r 2^{n-r}$ है।
अतः,$x^r$ का गुणांक $^nC_r 3^{n-r} - ^nC_r 2^{n-r} = ^nC_r(3^{n - r} - 2^{n - r})$ है।
68
DifficultMCQ
यदि $x + y = 1$ है,तो $\sum\limits_{r = 0}^n {{r^2}{\,^n}{C_r}{x^r}{y^{n - r}}} $ का मान क्या होगा?
A
$nxy$
B
$nx(x + yn)$
C
$nx(nx + y)$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(C) हमारे पास $\sum\limits_{r = 0}^n {{r^2}{\,^n}{C_r}{x^r}{y^{n - r}}} $ है।
सर्वसमिका $r^2 = r(r-1) + r$ का उपयोग करने पर:
$= \sum\limits_{r = 0}^n {[r(r - 1) + r]{\,^n}} {C_r}{x^r}{y^{n - r}}$
$= \sum\limits_{r = 2}^n {r(r - 1){\,^n}} {C_r}{x^r}{y^{n - r}} + \sum\limits_{r = 1}^n {{r^n}{C_r}{x^r}{y^{n - r}}}$
$= \sum\limits_{r = 2}^n {n(n - 1){\,^{n - 2}}{C_{r - 2}}{x^r}{y^{n - r}}} + \sum\limits_{r = 1}^n {n{\,^{n - 1}}{C_{r - 1}}{x^r}{y^{n - r}}}$
$= n(n - 1){x^2}\sum\limits_{r = 2}^n {{\,^{n - 2}}{C_{r - 2}}{x^{r - 2}}{y^{(n - 2) - (r - 2)}}} + nx\sum\limits_{r = 1}^n {{\,^{n - 1}}{C_{r - 1}}{x^{r - 1}}{y^{(n - 1) - (r - 1)}}}$
$= n(n - 1){x^2}{(x + y)^{n - 2}} + nx{(x + y)^{n - 1}}$
चूँकि $x + y = 1$,यह सरल होकर प्राप्त होता है:
$= n(n - 1){x^2} + nx$
$= n^2x^2 - nx^2 + nx = nx(nx - x + 1)$
चूँकि $1 - x = y$,अतः:
$= nx(nx + y)$
69
DifficultMCQ
${\left( \frac{1 + x}{1 - x} \right)^2}$ के विस्तार में,${x^n}$ का गुणांक क्या होगा?
A
$4n$
B
$4n - 3$
C
$4n + 1$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(A) दिए गए पद को ${\left( \frac{1 + x}{1 - x} \right)^2} = (1 + x)^2 (1 - x)^{-2}$ के रूप में लिखा जा सकता है।
$(1 + x)^2 = 1 + 2x + x^2$ और $(1 - x)^{-2} = \sum_{k=0}^{\infty} (k+1)x^k = 1 + 2x + 3x^2 + \dots + (n-1)x^{n-2} + nx^{n-1} + (n+1)x^n + \dots$ का विस्तार करने पर।
इन दोनों का गुणा करने पर,${x^n}$ का गुणांक:
$1 \cdot (n+1) + 2 \cdot n + 1 \cdot (n-1) = n + 1 + 2n + n - 1 = 4n$ प्राप्त होता है।
अतः,${x^n}$ का गुणांक $4n$ है।
70
DifficultMCQ
$(1 - 2x + 3x^2 - 4x^3 + \dots)^{-n}$ के विस्तार में $x^n$ का गुणांक क्या है?
A
$\frac{(2n)!}{n!}$
B
$\frac{(2n)!}{(n!)^2}$
C
$\frac{1}{2} \frac{(2n)!}{(n!)^2}$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(B) हम जानते हैं कि $(1+x)^{-2}$ का श्रेणी विस्तार $1 - 2x + 3x^2 - 4x^3 + \dots$ है,जहाँ $|x| < 1$ है।
इस मान को दिए गए व्यंजक में रखने पर:
$(1 - 2x + 3x^2 - 4x^3 + \dots)^{-n} = [(1+x)^{-2}]^{-n} = (1+x)^{2n}$।
अब,हमें $(1+x)^{2n}$ के विस्तार में $x^n$ का गुणांक ज्ञात करना है।
द्विपद प्रमेय का उपयोग करते हुए,$(1+x)^{2n}$ के विस्तार में सामान्य पद $\binom{2n}{r} x^r$ है।
$r = n$ के लिए,गुणांक $\binom{2n}{n} = \frac{(2n)!}{n!(2n-n)!} = \frac{(2n)!}{(n!)^2}$ होगा।
71
EasyMCQ
$(1 + x)^n$ के विस्तार में दो क्रमागत पदों के गुणांक समान होंगे,यदि
A
$n$ कोई भी पूर्णांक है
B
$n$ एक विषम पूर्णांक है
C
$n$ एक सम पूर्णांक है
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(B) माना कि दो क्रमागत पदों के गुणांक $^nC_r$ और $^nC_{r+1}$ हैं।
दिया गया है कि $^nC_r = ^nC_{r+1}$।
सूत्र $^nC_r = \frac{n!}{r!(n-r)!}$ का उपयोग करने पर:
$\frac{n!}{r!(n-r)!} = \frac{n!}{(r+1)!(n-r-1)!}$
$\frac{1}{r!(n-r)(n-r-1)!} = \frac{1}{(r+1)r!(n-r-1)!}$
$\frac{1}{n-r} = \frac{1}{r+1}$
$r + 1 = n - r$
$n = 2r + 1$
चूंकि $r$ एक पूर्णांक है,इसलिए $2r + 1$ हमेशा एक विषम पूर्णांक होता है। अतः,$n$ एक विषम पूर्णांक होना चाहिए।
72
DifficultMCQ
यदि $(1 + x)^n$ के विस्तार में $a, b, c$ तीन क्रमागत गुणांक हैं,तो $n=$
A
$\frac{ac + ab + bc}{b^2 + ac}$
B
$\frac{2ac + ab + bc}{b^2 - ac}$
C
$\frac{ab + ac}{b^2 - ac}$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(B) माना तीन क्रमागत गुणांक $a = {^nC_{r-1}}$,$b = {^nC_r}$,और $c = {^nC_{r+1}}$ हैं।
हम जानते हैं कि $\frac{b}{a} = \frac{n-r+1}{r}$ और $\frac{c}{b} = \frac{n-r}{r+1}$।
$\frac{b}{a} = \frac{n-r+1}{r}$ से,हमें $br = an - ar + a$ प्राप्त होता है,इसलिए $r(a+b) = a(n+1)$,जिसका अर्थ है $r = \frac{a(n+1)}{a+b}$।
$\frac{c}{b} = \frac{n-r}{r+1}$ से,हमें $cr + c = bn - br$ प्राप्त होता है,इसलिए $r(b+c) = bn - c$,जिसका अर्थ है $r = \frac{bn-c}{b+c}$।
$r$ के लिए दोनों व्यंजकों की तुलना करने पर: $\frac{a(n+1)}{a+b} = \frac{bn-c}{b+c}$।
$a(n+1)(b+c) = (bn-c)(a+b)$।
$n(ab + ac) + ab + ac = abn + b^2n - ac - bc$।
$n(ac - b^2) = -(ab + 2ac + bc)$।
$n = \frac{ab + 2ac + bc}{b^2 - ac}$।
73
DifficultMCQ
यदि $n$ एक धनात्मक पूर्णांक है और $(1 + x)^n$ के विस्तार में तीन क्रमागत गुणांकों का अनुपात $6 : 33 : 110$ है,तो $n =$
A
$4$
B
$6$
C
$12$
D
$16$

Solution

(C) माना $(1+x)^n$ के तीन क्रमागत गुणांक $^nC_{r-1}, ^nC_r, ^nC_{r+1}$ हैं।
दी गई शर्त के अनुसार,$^nC_{r-1} : ^nC_r : ^nC_{r+1} = 6 : 33 : 110$ है।
क्रमागत द्विपद गुणांकों के अनुपात $\frac{^nC_r}{^nC_{r-1}} = \frac{n-r+1}{r}$ का उपयोग करने पर:
$\frac{^nC_r}{^nC_{r-1}} = \frac{33}{6} = \frac{11}{2}$ $\Rightarrow 2(n-r+1) = 11r$ $\Rightarrow 2n - 13r + 2 = 0$ $(i)$।
इसी प्रकार,$\frac{^nC_{r+1}}{^nC_r} = \frac{110}{33} = \frac{10}{3}$ $\Rightarrow 3(n-r) = 10(r+1)$ $\Rightarrow 3n - 13r - 10 = 0$ (ii)।
(ii) में से $(i)$ घटाने पर,$(3n - 13r - 10) - (2n - 13r + 2) = 0$ $\Rightarrow n - 12 = 0$ $\Rightarrow n = 12$।
$(i)$ में $n=12$ रखने पर,$24 - 13r + 2 = 0$ $\Rightarrow 13r = 26$ $\Rightarrow r = 2$।
74
MediumMCQ
यदि $(1 + x)^n$ के विस्तार में तीन क्रमागत गुणांक $28, 56$ और $70$ हैं,तो $n$ का मान क्या है?
A
$6$
B
$4$
C
$8$
D
$10$

Solution

(C) माना कि तीन क्रमागत गुणांक $^nC_{r-1} = 28, ^nC_r = 56,$ और $^nC_{r+1} = 70$ हैं।
गुणधर्म $\frac{^nC_r}{^nC_{r-1}} = \frac{n-r+1}{r}$ का उपयोग करते हुए:
$\frac{56}{28} = \frac{n-r+1}{r}$ $\Rightarrow 2 = \frac{n-r+1}{r}$ $\Rightarrow 2r = n-r+1$ $\Rightarrow n = 3r - 1.$
गुणधर्म $\frac{^nC_{r+1}}{^nC_r} = \frac{n-r}{r+1}$ का उपयोग करते हुए:
$\frac{70}{56} = \frac{n-r}{r+1}$ $\Rightarrow \frac{5}{4} = \frac{n-r}{r+1}$ $\Rightarrow 5r + 5 = 4n - 4r$ $\Rightarrow 4n = 9r + 5.$
दूसरे समीकरण में $n = 3r - 1$ प्रतिस्थापित करने पर:
$4(3r - 1) = 9r + 5$ $\Rightarrow 12r - 4 = 9r + 5$ $\Rightarrow 3r = 9$ $\Rightarrow r = 3.$
अब,$n$ का मान ज्ञात करें:
$n = 3(3) - 1 = 8.$
75
DifficultMCQ
$(\sqrt{2} + 1)^6$ से छोटा या उसके बराबर महत्तम पूर्णांक क्या है?
A
$196$
B
$197$
C
$198$
D
$199$

Solution

(B) माना $(\sqrt{2} + 1)^6 = I + f$,जहाँ $I$ पूर्णांक भाग है और $f$ भिन्नात्मक भाग है $(0 \le f < 1)$.
माना $f' = (\sqrt{2} - 1)^6$. चूँकि $0 < \sqrt{2} - 1 < 1$,इसलिए $0 < f' < 1$ है।
योग $S = (\sqrt{2} + 1)^6 + (\sqrt{2} - 1)^6$ पर विचार करें।
द्विपद विस्तार का उपयोग करते हुए,$S = 2 \left[ \binom{6}{0}(\sqrt{2})^6 + \binom{6}{2}(\sqrt{2})^4 + \binom{6}{4}(\sqrt{2})^2 + \binom{6}{6} \right]$.
$S = 2 [1 \cdot 8 + 15 \cdot 4 + 15 \cdot 2 + 1 \cdot 1] = 2 [8 + 60 + 30 + 1] = 2 [99] = 198$.
अतः,$I + f + f' = 198$ है।
चूँकि $0 < f + f' < 2$ और $f + f'$ एक पूर्णांक होना चाहिए,इसलिए $f + f' = 1$ प्राप्त होता है।
अतः,$I = 198 - 1 = 197$।
76
MediumMCQ
$(5^{1/2} + 7^{1/6})^{642}$ के विस्तार में पूर्णांक पदों की संख्या क्या है?
A
$106$
B
$108$
C
$103$
D
$109$

Solution

(B) विस्तार का सामान्य पद $T_{r+1} = {}^{642}C_r (5^{1/2})^{642-r} (7^{1/6})^r$ द्वारा दिया जाता है।
पद को पूर्णांक होने के लिए,$5$ और $7$ के घातांक पूर्णांक होने चाहिए।
चूंकि $5^{(642-r)/2} = 5^{321 - r/2}$,इसलिए $r$ एक सम पूर्णांक होना चाहिए।
चूंकि $7^{r/6}$ को पूर्णांक होना चाहिए,इसलिए $r$,$6$ का गुणज होना चाहिए।
इन दोनों को मिलाने पर,$r$ को $0 \le r \le 642$ की सीमा में $6$ का गुणज होना चाहिए।
$r$ के संभावित मान $0, 6, 12, \dots, 642$ हैं।
यह एक समांतर श्रेणी है जहाँ $a = 0$,$d = 6$,और $l = 642$ है।
पदों की संख्या $n$ के लिए $642 = 0 + (n-1)6$,जिससे $n-1 = 107$ प्राप्त होता है,अतः $n = 108$।
77
MediumMCQ
$(\sqrt{3} + \sqrt[8]{5})^{256}$ के विस्तार में पूर्णांक पदों की संख्या क्या है?
A
$32$
B
$33$
C
$34$
D
$35$

Solution

(B) $(\sqrt{3} + \sqrt[8]{5})^{256}$ के विस्तार में व्यापक पद $T_{r+1} = {}^{256}C_r (\sqrt{3})^{256-r} (\sqrt[8]{5})^r$ है।
इसे $T_{r+1} = {}^{256}C_r (3)^{\frac{256-r}{2}} (5)^{\frac{r}{8}}$ के रूप में सरल किया जा सकता है।
पद के पूर्णांक होने के लिए,दोनों घातांक $\frac{256-r}{2}$ और $\frac{r}{8}$ गैर-ऋणात्मक पूर्णांक होने चाहिए।
चूंकि $0 \leq r \leq 256$,$\frac{r}{8}$ के पूर्णांक होने के लिए $r$ को $8$ का गुणज होना चाहिए,अर्थात $r \in \{0, 8, 16, \dots, 256\}$।
इन मानों के लिए $\frac{256-r}{2}$ भी एक पूर्णांक होगा।
$r$ के ऐसे मानों की संख्या समांतर श्रेणी $0, 8, 16, \dots, 256$ द्वारा प्राप्त होती है।
सूत्र $a_n = a + (n-1)d$ का उपयोग करने पर,$256 = 0 + (n-1)8$,जिससे $n-1 = 32$,अर्थात $n = 33$ प्राप्त होता है।
अतः,कुल $33$ पूर्णांक पद हैं।
78
DifficultMCQ
$(1 + x^2)^5(1 + x)^4$ के विस्तार में $x^5$ का गुणांक है
A
$30$
B
$60$
C
$40$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(B) हमारे पास $(1 + x^2)^5(1 + x)^4$ है।
द्विपद प्रमेय का उपयोग करते हुए,विस्तार है:
$(^5C_0 + ^5C_1x^2 + ^5C_2x^4 + ^5C_3x^6 + ...)(^4C_0 + ^4C_1x + ^4C_2x^2 + ^4C_3x^3 + ^4C_4x^4)$।
$x^5$ का गुणांक ज्ञात करने के लिए,हम उन पदों को देखते हैं जिनका गुणनफल $x^5$ होता है:
$1$. पहले कोष्ठक से $^5C_2x^4$ और दूसरे कोष्ठक से $^4C_1x$ का गुणनफल: $^5C_2 \times ^4C_1 = 10 \times 4 = 40$।
$2$. पहले कोष्ठक से $^5C_1x^2$ और दूसरे कोष्ठक से $^4C_3x^3$ का गुणनफल: $^5C_1 \times ^4C_3 = 5 \times 4 = 20$।
कुल गुणांक $40 + 20 = 60$ है।
79
MediumMCQ
व्यंजक $(x + x^{\log_{10} x})^5$ में $x$ का मान ज्ञात कीजिए,यदि विस्तार में तीसरा पद $1,000,000$ है।
A
$10$
B
$11$
C
$12$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(A) $(a + b)^n$ के विस्तार में सामान्य पद $T_{r+1} = ^nC_r a^{n-r} b^r$ होता है।
$(x + x^{\log_{10} x})^5$ के लिए,तीसरा पद $(T_3)$ $r = 2$ के लिए प्राप्त होता है।
$T_3 = ^5C_2 \cdot (x)^{5-2} \cdot (x^{\log_{10} x})^2 = 1,000,000$.
$10 \cdot x^3 \cdot (x^{\log_{10} x})^2 = 10^6$.
$x^3 \cdot x^{2 \log_{10} x} = 10^5$.
दोनों पक्षों में $\log_{10}$ लेने पर:
$\log_{10}(x^3 \cdot x^{2 \log_{10} x}) = \log_{10}(10^5)$.
$3 \log_{10} x + 2(\log_{10} x)^2 = 5$.
माना $y = \log_{10} x$,तो $2y^2 + 3y - 5 = 0$.
$(2y + 5)(y - 1) = 0$.
अतः,$y = 1$ या $y = -2.5$.
यदि $y = 1$,तो $\log_{10} x = 1$,जिसका अर्थ है $x = 10^1 = 10$.
अतः,$x = 10$.
80
MediumMCQ
यदि $(1 + x)^{2n + 2}$ के विस्तार में मध्य पद का गुणांक $p$ है और $(1 + x)^{2n + 1}$ के विस्तार में दो मध्य पदों के गुणांक $q$ और $r$ हैं,तो:
A
$p + q = r$
B
$p + r = q$
C
$p = q + r$
D
$p + q + r = 0$

Solution

(C) $(1 + x)^{2n + 2}$ के विस्तार में कुल पदों की संख्या $2n + 3$ है,जो विषम है। अतः,मध्य पद $(\frac{2n + 2}{2} + 1) = (n + 2)$ वां पद है।
इसका गुणांक $p = {}^{2n + 2}C_{n + 1}$ है।
$(1 + x)^{2n + 1}$ के विस्तार में कुल पदों की संख्या $2n + 2$ है,जो सम है। अतः,मध्य पद $(n + 1)$ वां और $(n + 2)$ वां पद हैं।
उनके गुणांक $q = {}^{2n + 1}C_n$ और $r = {}^{2n + 1}C_{n + 1}$ हैं।
पास्कल के सर्वसमिका ${}^{n}C_r + {}^{n}C_{r - 1} = {}^{n + 1}C_r$ का उपयोग करने पर:
$q + r = {}^{2n + 1}C_n + {}^{2n + 1}C_{n + 1} = {}^{2n + 2}C_{n + 1}$.
अतः,$p = q + r$.
81
DifficultMCQ
बहुपद $(x - 1)(x - 2)(x - 3) \dots (x - 100)$ में,$x^{99}$ का गुणांक क्या है?
A
$5050$
B
$-5050$
C
$100$
D
$99$

Solution

(B) दिया गया बहुपद $P(x) = (x - 1)(x - 2)(x - 3) \dots (x - 100)$ है।
यह $100$ रैखिक गुणनखंडों का गुणनफल है।
जब हम इस गुणनफल का विस्तार करते हैं,तो $x^{99}$ पद प्राप्त करने के लिए हम $99$ गुणनखंडों से $x$ और शेष एक गुणनखंड से अचर पद $-a_i$ चुनते हैं।
अतः,$x^{99}$ का गुणांक सभी अचर पदों का योग है: $-(1 + 2 + 3 + \dots + 100)$।
प्रथम $n$ प्राकृतिक संख्याओं के योग के सूत्र का उपयोग करते हुए,$\sum_{i=1}^{n} i = \frac{n(n+1)}{2}$,हमें प्राप्त होता है:
गुणांक $= -\frac{100 \times 101}{2} = -5050$।
82
DifficultMCQ
यदि ${\left( {a{x^2} + \frac{1}{{bx}}} \right)^{11}}$ में ${x^7}$ का गुणांक और ${\left( {ax - \frac{1}{{b{x^2}}}} \right)^{11}}$ में ${x^{ - 7}}$ का गुणांक समान है,तो $ab =$
A
$1$
B
$1/2$
C
$2$
D
$3$

Solution

(A) ${\left( {a{x^2} + \frac{1}{{bx}}} \right)^{11}}$ के विस्तार में,सामान्य पद ${T_{r + 1}} = {}^{11}{C_r}{(a{x^2})^{11 - r}}{\left( {\frac{1}{{bx}}} \right)^r} = {}^{11}{C_r}{a^{11 - r}}{b^{ - r}}{x^{22 - 3r}}$ है।
$x^7$ के लिए,$22 - 3r = 7$ रखने पर,$r = 5$ प्राप्त होता है। गुणांक ${}^{11}{C_5}{a^6}{b^{ - 5}}$ है।
${\left( {ax - \frac{1}{{b{x^2}}}} \right)^{11}}$ के विस्तार में,सामान्य पद ${T_{r + 1}} = {}^{11}{C_r}{(ax)^{11 - r}}{\left( { - \frac{1}{{b{x^2}}}} \right)^r} = {}^{11}{C_r}{( - 1)^r}{a^{11 - r}}{b^{ - r}}{x^{11 - 3r}}$ है।
$x^{ - 7}$ के लिए,$11 - 3r = -7$ रखने पर,$r = 6$ प्राप्त होता है। गुणांक ${}^{11}{C_6}{( - 1)^6}{a^5}{b^{ - 6}} = {}^{11}{C_5}{a^5}{b^{ - 6}}$ है।
गुणांकों की तुलना करने पर: ${}^{11}{C_5}{a^6}{b^{ - 5}} = {}^{11}{C_5}{a^5}{b^{ - 6}}$।
${}^{11}{C_5}{a^5}{b^{ - 5}}$ से भाग देने पर,$a = 1/b$ प्राप्त होता है,जिसका अर्थ है कि $ab = 1$।
83
DifficultMCQ
$(1 + x)^n$ के विस्तार में तीन क्रमिक पदों के गुणांक क्रमशः $165, 330$ और $462$ हैं,तो $n$ का मान ज्ञात कीजिए।
A
$11$
B
$10$
C
$12$
D
$8$

Solution

(A) $(1+x)^n$ के विस्तार में तीन क्रमिक पदों $(r+1)^{th}, (r+2)^{th},$ और $(r+3)^{th}$ के गुणांक $^nC_r = 165$,$^nC_{r+1} = 330$,और $^nC_{r+2} = 462$ हैं।
अनुपात सूत्र $\frac{^nC_{r+1}}{^nC_r} = \frac{n-r}{r+1}$ का उपयोग करने पर:
$\frac{330}{165} = \frac{n-r}{r+1} \implies 2 = \frac{n-r}{r+1} \implies n-r = 2r+2 \implies n = 3r+2$ (समीकरण $1$)।
अनुपात सूत्र $\frac{^nC_{r+2}}{^nC_{r+1}} = \frac{n-(r+1)}{r+2}$ का उपयोग करने पर:
$\frac{462}{330} = \frac{n-r-1}{r+2} \implies \frac{7}{5} = \frac{n-r-1}{r+2}$।
वज्र-गुणन करने पर $7(r+2) = 5(n-r-1) \implies 7r+14 = 5n-5r-5 \implies 5n = 12r+19$ (समीकरण $2$)।
समीकरण $1$ से $n = 3r+2$ का मान समीकरण $2$ में रखने पर:
$5(3r+2) = 12r+19 \implies 15r+10 = 12r+19 \implies 3r = 9 \implies r = 3$।
अब,$r=3$ का मान समीकरण $1$ में रखने पर:
$n = 3(3)+2 = 11$।
अतः,$n$ का मान $11$ है।
84
EasyMCQ
यदि $(1 + x)^{18}$ के विस्तार में $(2r + 4)^{th}$ और $(r - 2)^{th}$ पदों के गुणांक समान हैं,तो $r =$
A
$12$
B
$10$
C
$8$
D
$6$

Solution

(D) $(1 + x)^n$ के विस्तार में सामान्य पद $T_{k+1} = ^nC_k x^k$ द्वारा दिया जाता है।
$(2r + 4)^{th}$ पद के लिए,$k = (2r + 4) - 1 = 2r + 3$. गुणांक $^{18}C_{2r+3}$ है।
$(r - 2)^{th}$ पद के लिए,$k = (r - 2) - 1 = r - 3$. गुणांक $^{18}C_{r-3}$ है।
दिया गया है कि गुणांक समान हैं: $^{18}C_{2r+3} = ^{18}C_{r-3}$।
गुणधर्म $^nC_a = ^nC_b$ का उपयोग करते हुए,या तो $a = b$ या $a + b = n$ होगा।
स्थिति $1$: $2r + 3 = r - 3 \Rightarrow r = -6$ (संभव नहीं है)।
स्थिति $2$: $(2r + 3) + (r - 3) = 18$ $\Rightarrow 3r = 18$ $\Rightarrow r = 6$।
अतः,$r = 6$।
85
EasyMCQ
$(1 + x)^{2n}$ के विस्तार में मध्य पद क्या है?
A
$\frac{1 \cdot 3 \cdot 5 \cdot \dots \cdot (5n - 1)}{n!} x^n$
B
$\frac{2 \cdot 4 \cdot 6 \cdot \dots \cdot 2n}{n!} x^{2n + 1}$
C
$\frac{1 \cdot 3 \cdot 5 \cdot \dots \cdot (2n - 1)}{n!} x^n$
D
$\frac{1 \cdot 3 \cdot 5 \cdot \dots \cdot (2n - 1)}{n!} 2^n x^n$

Solution

(D) $(1 + x)^{2n}$ के विस्तार में $2n + 1$ पद होते हैं,जो एक विषम संख्या है।
अतः,मध्य पद $(n + 1)$-वां पद है,जिसे $T_{n+1}$ के रूप में दर्शाया जाता है।
सामान्य पद के सूत्र $T_{r+1} = {}^{2n}C_r x^r$ का उपयोग करने पर,हमें $T_{n+1} = {}^{2n}C_n x^n$ प्राप्त होता है।
द्विपद गुणांक का विस्तार करने पर:
${}^{2n}C_n = \frac{(2n)!}{n! n!} = \frac{[1 \cdot 2 \cdot 3 \cdot \dots \cdot (2n)]}{n! n!}$.
अंश में विषम और सम पदों को अलग करने पर:
${}^{2n}C_n = \frac{[1 \cdot 3 \cdot 5 \cdot \dots \cdot (2n - 1)] \cdot [2 \cdot 4 \cdot 6 \cdot \dots \cdot (2n)]}{n! n!}$.
प्रत्येक $n$ सम पदों से $2$ कॉमन लेने पर:
${}^{2n}C_n = \frac{[1 \cdot 3 \cdot 5 \cdot \dots \cdot (2n - 1)] \cdot 2^n \cdot [1 \cdot 2 \cdot 3 \cdot \dots \cdot n]}{n! n!}$.
चूंकि $1 \cdot 2 \cdot 3 \cdot \dots \cdot n = n!$,इसलिए:
${}^{2n}C_n = \frac{[1 \cdot 3 \cdot 5 \cdot \dots \cdot (2n - 1)] \cdot 2^n \cdot n!}{n! n!} = \frac{1 \cdot 3 \cdot 5 \cdot \dots \cdot (2n - 1)}{n!} 2^n$.
अतः,मध्य पद $\frac{1 \cdot 3 \cdot 5 \cdot \dots \cdot (2n - 1)}{n!} 2^n x^n$ है।
86
MediumMCQ
$(1 + 3x + 3x^2 + x^3)^6$ के विस्तार में मध्य पद है
A
$4^{th}$
B
$3^{rd}$
C
$10^{th}$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(C) दिया गया व्यंजक $(1 + 3x + 3x^2 + x^3)^6$ है।
हम जानते हैं कि $(1 + x)^3 = 1 + 3x + 3x^2 + x^3$ होता है।
अतः,व्यंजक $((1 + x)^3)^6 = (1 + x)^{18}$ हो जाता है।
द्विपद विस्तार $(1 + x)^n$ के लिए,यदि $n$ सम है,तो मध्य पद $(\frac{n}{2} + 1)^{th}$ पद होता है।
यहाँ,$n = 18$,जो कि एक सम संख्या है।
इसलिए,मध्य पद $(\frac{18}{2} + 1)^{th} = (9 + 1)^{th} = 10^{th}$ पद है।
87
EasyMCQ
${\left( {x - \frac{1}{x}} \right)^{11}}$ के विस्तार में दो मध्य पद कौन से हैं?
A
$231x$ और $\frac{231}{x}$
B
$462x$ और $\frac{462}{x}$
C
$-462x$ और $\frac{462}{x}$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(C) $(x - \frac{1}{x})^{11}$ के विस्तार के लिए,घात $n = 11$ एक विषम संख्या है।
अतः,दो मध्य पद $T_{\frac{n+1}{2}}$ और $T_{\frac{n+3}{2}}$ हैं,जो $T_6$ और $T_7$ हैं।
व्यापक पद $T_{r+1} = {^{11}C_r} (x)^{11-r} (-x^{-1})^r$ है।
$T_6$ के लिए,$r = 5$:
$T_6 = {^{11}C_5} (x)^6 (-x^{-1})^5 = 462 \cdot x^6 \cdot (-x^{-5}) = -462x$.
$T_7$ के लिए,$r = 6$:
$T_7 = {^{11}C_6} (x)^5 (-x^{-1})^6 = 462 \cdot x^5 \cdot (x^{-6}) = \frac{462}{x}$.
88
DifficultMCQ
$(1 + x + 2x^3)\left( \frac{3}{2}x^2 - \frac{1}{3x} \right)^9$ के विस्तार में $x$ से स्वतंत्र पद का गुणांक ज्ञात कीजिए।
A
$\frac{1}{3}$
B
$\frac{19}{54}$
C
$\frac{17}{54}$
D
$\frac{1}{4}$

Solution

(C) $\left( \frac{3}{2}x^2 - \frac{1}{3x} \right)^9$ के विस्तार में सामान्य पद $T_{r+1} = \binom{9}{r} \left( \frac{3}{2}x^2 \right)^{9-r} \left( -\frac{1}{3x} \right)^r = \binom{9}{r} \left( \frac{3}{2} \right)^{9-r} \left( -\frac{1}{3} \right)^r x^{18-3r}$ है।
हमें $(1 + x + 2x^3) \left( \frac{3}{2}x^2 - \frac{1}{3x} \right)^9$ में $x$ से स्वतंत्र पद का गुणांक ज्ञात करना है।
यह $\left( \frac{3}{2}x^2 - \frac{1}{3x} \right)^9$ के विस्तार में $x^0$,$x^{-1}$,और $x^{-3}$ के गुणांकों के योग के बराबर है।
$1$. $x^0$ के लिए: $18 - 3r = 0 \Rightarrow r = 6$. गुणांक $\binom{9}{6} \left( \frac{3}{2} \right)^3 \left( -\frac{1}{3} \right)^6 = \frac{7}{18}$ है।
$2$. $x^{-1}$ के लिए: $18 - 3r = -1 \Rightarrow 3r = 19$,जिसका कोई पूर्णांक हल नहीं है।
$3$. $x^{-3}$ के लिए: $18 - 3r = -3 \Rightarrow r = 7$. गुणांक $2 \times \binom{9}{7} \left( \frac{3}{2} \right)^2 \left( -\frac{1}{3} \right)^7 = -\frac{2}{27}$ है।
कुल योग $\frac{7}{18} - \frac{2}{27} = \frac{17}{54}$ है।
89
EasyMCQ
${\left[ {\sqrt{\frac{x}{3}} + \frac{{\sqrt{3}}}{{{x^2}}}} \right]^{10}}$ में $x$ से स्वतंत्र पद है
A
$\frac{2}{3}$
B
$\frac{5}{3}$
C
$\frac{4}{3}$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(B) ${\left[ {\sqrt{\frac{x}{3}} + \frac{{\sqrt{3}}}{{{x^2}}}} \right]^{10}}$ के विस्तार में व्यापक पद $T_{r+1}$ इस प्रकार है:
$T_{r+1} = {^{10}C_r} {\left( \sqrt{\frac{x}{3}} \right)^{10-r}} {\left( \frac{\sqrt{3}}{x^2} \right)^r}$
$x$ से स्वतंत्र पद के लिए,$x$ का घातांक $0$ होना चाहिए:
$\frac{10-r}{2} - 2r = 0$ $\Rightarrow 5r = 10$ $\Rightarrow r = 2$
$r = 2$ रखने पर:
$T_3 = {^{10}C_2} \cdot \frac{3^1}{3^4} = 45 \cdot \frac{1}{27} = \frac{5}{3}$.
90
EasyMCQ
${\left( {\sqrt x - \frac{2}{x}} \right)^{18}}$ में $x$ से स्वतंत्र पद क्या है?
A
$^{18}C_6 \times 2^6$
B
$^{18}C_6 \times 2^{12}$
C
$^{18}C_{18} \times 2^{18}$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(A) ${\left( {\sqrt x - \frac{2}{x}} \right)^{18}}$ के विस्तार में सामान्य पद $T_{r+1} = ^{18}C_r (\sqrt{x})^{18-r} \left( -\frac{2}{x} \right)^r$ द्वारा दिया जाता है।
व्यंजक को सरल करने पर,$T_{r+1} = ^{18}C_r (x^{1/2})^{18-r} (-2)^r (x^{-1})^r = ^{18}C_r (-2)^r x^{9 - 3r/2}$ प्राप्त होता है।
पद के $x$ से स्वतंत्र होने के लिए,$x$ का घातांक $0$ होना चाहिए,इसलिए $9 - \frac{3r}{2} = 0$।
$r$ के लिए हल करने पर,$3r = 18$,जिसका अर्थ है $r = 6$।
$r = 6$ रखने पर,स्वतंत्र पद $T_7 = ^{18}C_6 (-2)^6 = ^{18}C_6 \times 2^6$ प्राप्त होता है।
91
DifficultMCQ
$(3 + 2x)^{50}$ के विस्तार में सबसे बड़ा पद ज्ञात कीजिए,जहाँ $x = \frac{1}{5}$ है।
A
$5^{th}$
B
$51^{st}$
C
$7^{th}$
D
$6^{th}$

Solution

(C) दिया गया व्यंजक $(3 + 2x)^{50} = 3^{50} (1 + \frac{2x}{3})^{50}$ है।
$x = \frac{1}{5}$ रखने पर,हमें $3^{50} (1 + \frac{2}{15})^{50}$ प्राप्त होता है।
माना $T_{r+1}$ एक $(r+1)^{th}$ पद है।
हम जानते हैं कि $\frac{T_{r+1}}{T_r} = \frac{n-r+1}{r} \cdot |\frac{a_2}{a_1}|$.
यहाँ $n=50$,$a_1=1$,$a_2=\frac{2}{15}$ है।
अतः,$\frac{T_{r+1}}{T_r} = \frac{51-r}{r} \cdot \frac{2}{15}$.
सबसे बड़े पद के लिए,$\frac{T_{r+1}}{T_r} \ge 1$ लेते हैं।
$\frac{2(51-r)}{15r} \ge 1$ $\Rightarrow 102 - 2r \ge 15r$ $\Rightarrow 102 \ge 17r$ $\Rightarrow r \le 6$.
चूँकि $r=6$ शर्त को संतुष्ट करता है,इसलिए $T_{6+1} = T_7$ सबसे बड़ा पद है।
92
MediumMCQ
$(x + y)^n$ के विस्तार में गुणांकों का योग $4096$ है। विस्तार में सबसे बड़ा गुणांक है
A
$1024$
B
$924$
C
$824$
D
$724$

Solution

(B) $(x + y)^n$ के विस्तार में गुणांकों का योग $x = 1$ और $y = 1$ रखने पर प्राप्त होता है,जो $(1 + 1)^n = 2^n$ है।
दिया गया है कि $2^n = 4096 = 2^{12}$,इसलिए $n = 12$ है।
जब $n$ सम संख्या हो,तो $(x + y)^n$ के विस्तार में सबसे बड़ा गुणांक मध्य पद का गुणांक होता है,जो $^nC_{n/2}$ है।
$n = 12$ के लिए,सबसे बड़ा गुणांक $^{12}C_6 = \frac{12 \times 11 \times 10 \times 9 \times 8 \times 7}{6 \times 5 \times 4 \times 3 \times 2 \times 1} = 924$ है।
93
MediumMCQ
यदि $n$ एक सम संख्या है,तो ${\left( {1 + \frac{{{x^2}}}{{2!}} + \frac{{{x^4}}}{{4!}} + \dots} \right)^2}$ के विस्तार में ${x^n}$ का गुणांक क्या है?
A
$\frac{{{2^n}}}{{n!}}$
B
$\frac{{{2^n} - 2}}{{n!}}$
C
$\frac{{{2^{n - 1}} - 1}}{{n!}}$
D
$\frac{{{2^{n - 1}}}}{{n!}}$

Solution

(D) हम जानते हैं कि $\cosh(x)$ का श्रेणी विस्तार $1 + \frac{x^2}{2!} + \frac{x^4}{4!} + \dots = \frac{e^x + e^{-x}}{2}$ होता है।
अतः,दिया गया व्यंजक ${\left( \frac{e^x + e^{-x}}{2} \right)^2}$ है।
इसका विस्तार करने पर,हमें $\frac{1}{4}(e^{2x} + e^{-2x} + 2)$ प्राप्त होता है।
$e^{2x} + e^{-2x} = 2 \sum_{k=0}^{\infty} \frac{(2x)^{2k}}{(2k)!} = 2 \left( 1 + \frac{(2x)^2}{2!} + \frac{(2x)^4}{4!} + \dots + \frac{(2x)^n}{n!} + \dots \right)$ का उपयोग करते हुए।
इसे वापस रखने पर,व्यंजक $\frac{1}{4} \left( 2 + 2 \sum_{k=0}^{\infty} \frac{(2x)^{2k}}{(2k)!} \right) = \frac{1}{2} + \frac{1}{2} \sum_{k=0}^{\infty} \frac{2^{2k} x^{2k}}{(2k)!}$ हो जाता है।
सम संख्या $n > 0$ के लिए,$x^n$ का गुणांक $\frac{1}{2} \cdot \frac{2^n}{n!} = \frac{2^{n-1}}{n!}$ है।
94
MediumMCQ
$(1 - x) (1 - 2x) (1 - 2^2 x) (1 - 2^3 x) \dots (1 - 2^{15} x)$ के गुणनफल में $x^{15}$ का गुणांक ज्ञात कीजिए।
A
$2^{105} - 2^{121}$
B
$2^{121} - 2^{105}$
C
$2^{120} - 2^{104}$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(A) दिया गया गुणनफल $P = (1 - x)(1 - 2x)(1 - 2^2 x) \dots (1 - 2^{15} x)$ है।
इसे $P = (-1)^{16} (x - 1)(x - 2^{-1})(x - 2^{-2}) \dots (x - 2^{-15}) \times (2^0 \cdot 2^1 \cdot 2^2 \dots 2^{15})$ के रूप में लिखा जा सकता है।
घातांकों का योग $0 + 1 + 2 + \dots + 15 = \frac{15 \times 16}{2} = 120$ है।
अतः,$P = 2^{120} \prod_{k=0}^{15} (x - 2^{-k})$ है।
$\prod_{k=0}^{15} (x - a_k)$ के विस्तार में $x^{15}$ का गुणांक मूलों के योग का ऋणात्मक होता है,अर्थात $-\sum_{k=0}^{15} 2^{-k}$।
इस प्रकार,$x^{15}$ का गुणांक $2^{120} \times (- \sum_{k=0}^{15} \frac{1}{2^k}) = -2^{120} \times \frac{1(1 - (1/2)^{16})}{1 - 1/2} = -2^{120} \times 2(1 - 2^{-16}) = -2^{121}(1 - 2^{-16}) = -2^{121} + 2^{105} = 2^{105} - 2^{121}$ है।
95
DifficultMCQ
$^nC_0, ^nC_1, ^nC_2, \dots, ^nC_n$ के संबंधित भार वाले मानों $0, 1, 2, \dots, n$ का माध्य ज्ञात कीजिए।
A
$\frac{2^n}{n+1}$
B
$\frac{n+1}{2}$
C
$\frac{2^{n+1}}{n(n+1)}$
D
$\frac{n}{2}$

Solution

(D) भारित माध्य $W.M. = \frac{\sum_{r=0}^{n} r \cdot {^nC_r}}{\sum_{r=0}^{n} {^nC_r}}$ द्वारा दिया जाता है।
हर $\sum_{r=0}^{n} {^nC_r} = 2^n$ है।
अंश $\sum_{r=0}^{n} r \cdot {^nC_r} = \sum_{r=1}^{n} r \cdot \frac{n}{r} \cdot {^{n-1}C_{r-1}} = n \sum_{r=1}^{n} {^{n-1}C_{r-1}} = n \cdot 2^{n-1}$है।
अतः,$W.M. = \frac{n \cdot 2^{n-1}}{2^n} = \frac{n}{2}$.
96
MediumMCQ
$(a - b)^n, n \ge 5$ के द्विपद विस्तार में,$5^{th}$ और $6^{th}$ पदों का योग शून्य है,तो $a/b$ का मान ज्ञात कीजिए।
A
$\frac{n - 5}{6}$
B
$\frac{n - 4}{5}$
C
$\frac{5}{n - 4}$
D
$\frac{6}{n - 5}$

Solution

(B) $(a - b)^n$ के विस्तार में सामान्य पद $T_{r+1} = ^nC_r a^{n-r} (-b)^r$ है।
$5^{th}$ पद $(r=4)$ के लिए: $T_5 = ^nC_4 a^{n-4} b^4$.
$6^{th}$ पद $(r=5)$ के लिए: $T_6 = -^nC_5 a^{n-5} b^5$.
$T_5 + T_6 = 0$ दिया गया है:
$^nC_4 a^{n-4} b^4 = ^nC_5 a^{n-5} b^5$.
अतः,$\frac{a}{b} = \frac{^nC_5}{^nC_4} = \frac{n-4}{5}$.
97
DifficultMCQ
मान लीजिए $s_1 = \sum_{j=1}^{10} j(j-1) \binom{10}{j}$,$s_2 = \sum_{j=1}^{10} j \binom{10}{j}$,और $s_3 = \sum_{j=1}^{10} j^2 \binom{10}{j}$.
कथन $-1$: $s_3 = 55 \times 2^9$
कथन $-2$: $s_1 = 90 \times 2^8$ और $s_2 = 10 \times 2^8$
A
कथन $-1$ सत्य है,कथन $-2$ सत्य है; कथन $-2$,कथन $-1$ का सही स्पष्टीकरण नहीं है
B
कथन $-1$ सत्य है,कथन $-2$ सत्य है; कथन $-2$,कथन $-1$ का सही स्पष्टीकरण है
C
कथन $-1$ असत्य है,कथन $-2$ सत्य है
D
कथन $-1$ सत्य है,कथन $-2$ असत्य है

Solution

(D) हम जानते हैं कि $\sum_{j=0}^{n} \binom{n}{j} = 2^n$.
$s_1 = \sum_{j=2}^{10} j(j-1) \binom{10}{j} = \sum_{j=2}^{10} 10 \times 9 \binom{8}{j-2} = 90 \times 2^8$.
$s_2 = \sum_{j=1}^{10} j \binom{10}{j} = \sum_{j=1}^{10} 10 \binom{9}{j-1} = 10 \times 2^9$.
$s_3 = \sum_{j=1}^{10} j^2 \binom{10}{j} = \sum_{j=1}^{10} (j(j-1) + j) \binom{10}{j} = s_1 + s_2$.
$s_3 = 90 \times 2^8 + 10 \times 2^9 = 45 \times 2^9 + 10 \times 2^9 = 55 \times 2^9$.
कथनों की तुलना करने पर:
कथन $-1$ $55 \times 2^9$ है,जो सत्य है।
कथन $-2$ कहता है कि $s_2 = 10 \times 2^8$,लेकिन हमें $s_2 = 10 \times 2^9$ प्राप्त हुआ है,इसलिए कथन $-2$ असत्य है।
अतः,कथन $-1$ सत्य है और कथन $-2$ असत्य है।
98
DifficultMCQ
$(1 - x - x^2 + x^3)^6$ के विस्तार में $x^7$ का गुणांक है
A
$-132$
B
$-144$
C
$132$
D
$144$

Solution

(B) दिया गया व्यंजक: $(1 - x - x^2 + x^3)^6 = ((1 - x)(1 - x^2))^6 = (1 - x)^6 (1 - x)^6 (1 + x)^6 = (1 - x)^{12} (1 + x)^6$.
हमें $(1 - x)^{12} (1 + x)^6$ में $x^7$ का गुणांक ज्ञात करना है।
$(1 - x)^{12} = \sum_{i=0}^{12} (-1)^i \binom{12}{i} x^i$ और $(1 + x)^6 = \sum_{j=0}^{6} \binom{6}{j} x^j$ लेने पर।
$x^7$ का गुणांक $\sum_{i+j=7} (-1)^i \binom{12}{i} \binom{6}{j}$ होगा।
योग करने पर: $-12 + 396 - 3300 + 9900 - 11880 + 5544 - 792 = -144$.

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?

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