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CalcGospel 國際數學圖譜
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CIE 9709 2023 November Paper 12 Q1

A Level / CIE / P1

CIE 9709 2023 Nov Paper 12 Paper · Question 1

题目

Problem

The coefficient of x3x^3 in the expansion of (3+2ax)5(3+2ax)^5 is six times the coefficient of x2x^2 in the expansion of (2+ax)6(2+ax)^6.

Find the value of the constant aa.

(4)
题目中文翻译

在 (3+2ax)5(3+2ax)^5 的展开式中,x3x^3 的系数是在 (2+ax)6(2+ax)^6 的展开式中 x2x^2 系数的六倍。

求常数 aa 的值。

(4)
原卷通用作答要求

Answer all questions. You should use a calculator where appropriate.

You must show all necessary working clearly; no marks will be given for unsupported answers from a calculator.

Give non-exact numerical answers correct to 3 significant figures, or 1 decimal place for angles in degrees, unless a different level of accuracy is specified in the question.

请回答所有题目。适当时应使用计算器。必须清楚展示所有必要的计算过程;仅给出计算器答案而没有过程,不予评分。除非题目另有精度要求,非精确数值答案保留 3 位有效数字,以度为单位的角度保留 1 位小数。

题目勘误

官方原题:用单数询问 aa 的值,但没有限定 a≠0a\ne0。

实际上应为:按题面所给的系数等式,a=2a=2 和 a=0a=0 都成立;a=0a=0 时两个系数都为零。

本页保留官方原题与忠实翻译,未替换原题条件。

解答

解法一

思路

展开

先写出两项的系数,再把等式移到一边并提取公因式。保留公因式可能给出的零解。

答题过程

展开

The coefficient of x3x^3 in (3+2ax)5(3+2ax)^5 is

(53)32(2a)3=720a3.\binom53 3^2(2a)^3=720a^3.

The coefficient of x2x^2 in (2+ax)6(2+ax)^6 is (62)24a2=240a2\binom62 2^4a^2=240a^2. Thus

720a3=6(240a2)⟺720a2(a−2)=0.720a^3=6(240a^2) \quad\Longleftrightarrow\quad 720a^2(a-2)=0.

The nonzero solution is a=2a=2. The value a=0a=0 also satisfies the stated coefficient equality, as both coefficients are zero then.