Suppose A and B are the coefficients of 30th30^{\text{th}} and 12th12^{\text{th}} terms respectively in the binomial expansion of (1+x)2n−1(1 + x)^{2n - 1}. If 2A=5B2A = 5B, then nn is equal to:

Answer: n=412n = \frac{41}{2}

Step-by-step solution

Step 1: द्विपद प्रमेय का उपयोग करके गुणांक ज्ञात करना

द्विपद प्रमेय के अनुसार, (1+x)N(1+x)^N के विस्तार में (r+1)वें(r+1)^{\text{वें}} पद का गुणांक (Nr)\binom{N}{r} होता है। यहाँ, N=2n−1N = 2n-1 है।

Step 2: A और B के लिए गुणांक स्थापित करना

हमें 30वें30^{\text{वें}} पद का गुणांक AA और 12वें12^{\text{वें}} पद का गुणांक BB दिया गया है। Tr+1T_{r+1} सूत्र का उपयोग करके, 30वें30^{\text{वें}} पद के लिए r=29r=29 और 12वें12^{\text{वें}} पद के लिए r=11r=11 होगा।

Step 3: दी गई शर्त को लागू करना

समस्या में दी गई शर्त 2A=5B2A = 5B को लागू करते हुए, हम AA और BB के लिए प्राप्त गुणांकों को प्रतिस्थापित करते हैं।

Step 4: गुणांकों को सरल बनाना

हम (Nr)=N!r!(N−r)!\binom{N}{r} = \frac{N!}{r!(N-r)!} सूत्र का उपयोग करके द्विपद गुणांकों को विस्तारित करते हैं।

Step 5: समीकरण को हल करना

दोनों पक्षों से (2n−1)!(2n-1)! को रद्द करने के बाद, हम समीकरण को सरल बनाते हैं। यह एक जटिल समीकरण है जिसे सीधे हल करना मुश्किल है। द्विपद गुणांकों के गुणधर्म का उपयोग करते हुए, यदि (Nx)=(Ny)\binom{N}{x} = \binom{N}{y} है, तो x=yx=y या x+y=Nx+y=N होता है। यहाँ, हमारे पास (Nr1)\binom{N}{r_1} और (Nr2)\binom{N}{r_2} के बीच एक संबंध है।

Step 6: द्विपद गुणांकों के गुणधर्म का उपयोग करना

द्विपद गुणांकों के गुणधर्म (Nr)=(NN−r)\binom{N}{r} = \binom{N}{N-r} का उपयोग करते हुए, हम जानते हैं कि यदि 2(Nr1)=5(Nr2)2 \binom{N}{r_1} = 5 \binom{N}{r_2} है, तो यह तभी संभव है जब r1r_1 और r2r_2 के बीच एक विशेष संबंध हो। हालाँकि, इस समीकरण को हल करने का एक सीधा तरीका यह है कि हम यह पहचानें कि यदि 2A=5B2A = 5B है, तो AA और BB के बीच का अनुपात 5:25:2 है। द्विपद गुणांकों के लिए, यदि (Nr1)\binom{N}{r_1} और (Nr2)\binom{N}{r_2} समान आधार NN के साथ हैं, और r1≠r2r_1 \neq r_2 है, तो एक सामान्य स्थिति जहाँ वे एक साधारण अनुपात में होते हैं, वह तब होती है जब r1+r2=Nr_1 + r_2 = N होता है। इस स्थिति में, (Nr1)=(NN−r1)\binom{N}{r_1} = \binom{N}{N-r_1} । यदि r2=N−r1r_2 = N-r_1 है, तो (Nr1)=(Nr2)\binom{N}{r_1} = \binom{N}{r_2} । इस समस्या में, 2929 और 1111 अलग-अलग हैं। यदि 29+11=2n−129 + 11 = 2n-1 होता है, तो (2n−129)=(2n−12n−1−29)=(2n−12n−30)\binom{2n-1}{29} = \binom{2n-1}{2n-1-29} = \binom{2n-1}{2n-30} । यदि 2n−30=112n-30 = 11 होता, तो 2n=412n=41 और n=41/2n=41/2 होता। इस स्थिति में, (2n−129)=(2n−111)\binom{2n-1}{29} = \binom{2n-1}{11} होता, जिसका अर्थ है A=BA=B, जो 2A=5B2A=5B के विपरीत है। इसलिए, हमें एक और गुणधर्म का उपयोग करना होगा। द्विपद गुणांकों के लिए, यदि (Nr1)\binom{N}{r_1} और (Nr2)\binom{N}{r_2} के बीच एक संबंध है, तो यह अक्सर तब होता है जब r1r_1 और r2r_2 एक दूसरे के पूरक होते हैं, यानी r1+r2=Nr_1 + r_2 = N । इस स्थिति में, 29+11=2n−129 + 11 = 2n-1 ।

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