问题

请解答下面的数学填空题
仔细阅读题目,解答其中的问题,请你一步步思考并将思考过程写在【解析】和<eoe>之间。请把你的答案写在【答案】和<eoa>之间。
完整的题目回答格式如下:
【解析】 ...<eoe>
【答案】...<eoa>
请你严格按照上述格式作答。
题目如下:14. (5 分) $(2 x+\sqrt{x})^{5}$ 的展开式中, $x^{3}$ 的系数是___. (用数字填写答案)

答案

模型 模型答案 正确答案
金声玉亮2.0 【解析】
我们需要找到 \((2x + \sqrt{x})^5\) 的展开式中 \(x^3\) 的系数。为此,我们使用二项式定理展开这个表达式。

根据二项式定理,\((a + b)^n\) 的展开式为:
\[
\sum_{k=0}^{n} \binom{n}{k} a^{n-k} b^k
\]

在这个问题中,\(a = 2x\),\(b = \sqrt{x}\),\(n = 5\)。我们需要找到展开式中含有 \(x^3\) 的项。

展开式中的一般项为:
\[
\binom{5}{k} (2x)^{5-k} (\sqrt{x})^k
\]

我们需要使得指数和为 3,即:
\[
(5-k) + \frac{k}{2} = 3
\]

解这个方程:
\[
5 - k + \frac{k}{2} = 3
\]
\[
5 - k + \frac{k}{2} = 3
\]
\[
10 - 2k + k = 6
\]
\[
10 - k = 6
\]
\[
k = 4
\]

所以我们需要找到 \(k = 4\) 时的项。代入 \(k = 4\):
\[
\binom{5}{4} (2x)^{5-4} (\sqrt{x})^4
\]
\[
\binom{5}{4} (2x)^1 (x^2)
\]
\[
\binom{5}{4} \cdot 2x \cdot x^2
\]
\[
\binom{5}{4} \cdot 2x^3
\]

计算组合数和系数:
\[
\binom{5}{4} = 5
\]
\[
5 \cdot 2 = 10
\]

因此,\(x^3\) 的系数是 10。

<eoe>
【答案】10<eoa>
10
deepseekr1

【解析】 根据二项式定理,$(2x + \sqrt{x})^5$ 的展开式通项为 $C(5, k) \cdot (2x)^{5-k} \cdot (\sqrt{x})^k$。其中,$x$ 的指数为 $(5-k) + \frac{k}{2}$。令 $(5-k) + \frac{k}{2} = 3$,解得 $k=4$。此时,对应项的系数为 $C(5,4) \cdot 2^{1} \cdot 1^{4} = 5 \cdot 2 = 10$。<eoe>
【答案】10<eoa>
10
gpto1 【解析】
展开式中,$(2x+\sqrt{x})^5$ 的一般项为:
$$
T_k = \binom{5}{k}(2x)^{5-k}(\sqrt{x})^k
$$
其中,$k=0,1,2,3,4,5$。

将 $(2x)^{5-k}$ 和 $(\sqrt{x})^k$ 展开:
$$
(2x)^{5-k} = 2^{5-k} x^{5-k} \\
(\sqrt{x})^k = x^{\frac{k}{2}}
$$

因此,一般项为:
$$
T_k = \binom{5}{k} 2^{5-k} x^{5 - k} \times x^{\frac{k}{2}} = \binom{5}{k} 2^{5-k} x^{5 - k + \frac{k}{2}}
$$

合并指数:
$$
5 - k + \dfrac{k}{2} = 5 - \dfrac{k}{2}
$$

令指数等于3,求解 $k$:
$$
5 - \dfrac{k}{2} = 3 \\
\dfrac{k}{2} = 2 \\
k = 4
$$

当 $k = 4$ 时,计算对应的项:
$$
T_4 = \binom{5}{4} 2^{5-4} x^{5 - 4 + \frac{4}{2}} = 5 \times 2^1 x^{3} = 10 x^{3}
$$

所以,$x^3$ 的系数是 $10$。
<eoe>

【答案】10<eoa>
10
GPT-4o 【解析】
为了求出 \((2x + \sqrt{x})^5\) 展开式中 \(x^3\) 的系数,我们可以使用二项式定理。二项式定理告诉我们,对于 \((a + b)^n\) 的展开式,每一项的形式是 \(\binom{n}{k} a^{n-k} b^k\),其中 \(\binom{n}{k}\) 是二项式系数。

在这个题目中,我们有 \(a = 2x\), \(b = \sqrt{x}\), \(n = 5\)。我们需要找到使得 \((2x)^{n-k} (\sqrt{x})^k = x^3\) 的 \(k\) 值。

首先,我们需要满足指数的和为3:
\[
(2x)^{5-k} (\sqrt{x})^k = x^3
\]
\[
(2x)^{5-k} (\sqrt{x})^k = 2^{5-k} x^{5-k} x^{k/2} = 2^{5-k} x^{(5-k) + k/2}
\]
\[
2^{5-k} x^{5 - k + k/2} = 2^{5-k} x^{5 - k/2}
\]
为使得 \(x^{5 - k/2} = x^3\),我们需要
\[
5 - \frac{k}{2} = 3
\]
解这个方程:
\[
5 - \frac{k}{2} = 3
\]
\[
5 - 3 = \frac{k}{2}
\]
\[
2 = \frac{k}{2}
\]
\[
k = 4
\]

因此,\(k = 4\),我们现在求系数:
\[
\binom{5}{4} (2x)^{5-4} (\sqrt{x})^4
\]
\[
= \binom{5}{4} (2x)^1 (\sqrt{x})^4
\]
\[
= \binom{5}{4} 2x x^2
\]
\[
= \binom{5}{4} 2x^3
\]

二项式系数 \(\binom{5}{4} = 5\),所以系数为:
\[
5 \times 2 = 10
\]

因此,\((2x + \sqrt{x})^5\) 展开式中 \(x^3\) 的系数是10。

<eoe>
【答案】10<eoa>
10
llama3.1-70B-Instruct

【解析】
根据二项式定理,展开式中x^{3}的系数为\binom{5}{2}\times2^{3}\times(\sqrt{x})^{2}=40. 最终结果是40
10
llama3.1-405B-Instruct

【解析】 最终结果是40+5*sqrt(2) <eoe>
【答案】 40+5*sqrt(2) <eoa>
10
DeepSeek-Coder-V2 "【解析】 我们需要找到 $(2x + \\sqrt{x})^5$ 的展开式中 $x^3$ 的系数。首先,我们使用二项式定理来展开 $(2x + \\sqrt{x})^5$。\n\n根据二项式定理,$(a + b)^n$ 的展开式为:\n\\[\n(a + b)^n = \\sum_{k=0}^{n} \\binom{n}{k} a^{n-k} b^k\n\\]\n\n在这个问题中,$a = 2x$,$b = \\sqrt{x}$,$n = 5$。因此,展开式为:\n\\[\n(2x + \\sqrt{x})^5 = \\sum_{k=0}^{5} \\binom{5}{k} (2x)^{5-k} (\\sqrt{x})^k\n\\]\n\n我们需要找到 $x^3$ 的项。首先,我们计算 $(2x)^{5-k}$ 和 $(\\sqrt{x})^k$ 的指数和:\n\\[\n(2x)^{5-k} = 2^{5-k} x^{5-k}\n\\]\n\\[\n(\\sqrt{x})^k = x^{k/2}\n\\]\n\n将这两个部分相乘,我们得到:\n\\[\n2^{5-k} x^{5-k} \\cdot x^{k/2} = 2^{5-k} x^{5-k + k/2}\n\\]\n\n我们需要使得 $5 - k + \\frac{k}{2} = 3$,即:\n\\[\n5 - k + \\frac{k}{2} = 3\n\\]\n\n将方程整理为:\n\\[\n5 - k + \\frac{k}{2} = 3\n\\]\n\\[\n10 - 2k + k = 6\n\\]\n\\[\n10 - k = 6\n\\]\n\\[\nk = 4\n\\]\n\n当 $k = 4$ 时,$x^3$ 的项为:\n\\[\n\\binom{5}{4} (2x)^{5-4} (\\sqrt{x})^4 = \\binom{5}{4} (2x)^1 (\\sqrt{x})^4\n\\]\n\n计算系数:\n\\[\n\\binom{5}{4} = 5\n\\]\n\\[\n(2x)^1 = 2x\n\\]\n\\[\n(\\sqrt{x})^4 = x^2\n\\]\n\n因此,$x^3$ 的项为:\n\\[\n5 \\cdot 2x \\cdot x^2 = 5 \\cdot 2 \\cdot x^3 = 10x^3\n\\]\n\n所以,$x^3$ 的系数是 10。<eoe>\n【答案】10<eoa>" 10
Qwen2-72B-Instruct "【解析】\n为了找到 $(2x + \\sqrt{x})^5$ 展开式中 $x^3$ 的系数,我们可以使用二项式定理。二项式定理表明,$(a + b)^n$ 的展开式中,任意项可以表示为 $\\binom{n}{k}a^{n-k}b^k$,其中 $\\binom{n}{k}$ 是组合数,表示从 $n$ 个不同元素中取 $k$ 个元素的组合数。\n\n在这个情况下,$a = 2x$,$b = \\sqrt{x}$,且 $n = 5$。我们想要找到 $x^3$ 的系数,这意味着我们需要找到 $k$ 的值,使得 $a^{n-k}b^k$ 的形式中 $x$ 的总指数为 3。\n\n因此,我们有 $2x$ 的指数加上 $\\sqrt{x}$ 的指数等于 3。设 $2x$ 的指数为 $n-k$,$\\sqrt{x}$ 的指数为 $k$,则有:\n\\[2(n-k) + \\frac{k}{2} = 3\\]\n\n由于 $n = 5$,代入得:\n\\[2(5-k) + \\frac{k}{2} = 3\\]\n\\[10 - 2k + \\frac{k}{2} = 3\\]\n\\[10 - \\frac{3k}{2} = 3\\]\n\\[\\frac{3k}{2} = 7\\]\n\\[k = \\frac{14}{3}\\]\n\n但是,$k$ 必须是整数,因此上述计算并不直接给出解。然而,我们可以通过尝试不同的 $k$ 值来找到 $x^3$ 的系数。我们注意到 $k$ 必须满足 $2(n-k) + \\frac{k}{2} = 3$,且 $k$ 必须是 $0$ 到 $5$ 之间的整数。\n\n通过尝试,我们可以发现当 $k=2$ 时满足条件:\n\\[2(5-2) + \\frac{2}{2} = 2 \\cdot 3 + 1 = 7\\]\n\n但是,这里的计算实际上表明我们需要的是 $2(n-k) + \\frac{k}{2} = 3$ 中的 $x$ 总指数等于 3 的情况。因此,正确的 $k$ 值应当使得 $2(5-k) + \\frac{k}{2} = 3$。正确的 $k$ 值为 $k=2$(因为 $2(5-2) + 1 = 3$),这样我们就可以计算 $x^3$ 的系数了。\n\n因此,$x^3$ 的系数为:\n\\[\\binom{5}{2}(2x)^3(\\sqrt{x})^2 = 10 \\cdot 8x^3 \\cdot x = 80x^4\\]\n\n但是,我们只关心 $x^3$ 的系数,因此实际的系数为 $80$。\n\n<eoe>\n\n【答案】80<eoa>" 10
baichuan4 【解析】要找到 $(2x + \sqrt{x})^5$ 展开式中 $x^3$ 的系数,我们可以使用二项式定理。二项式定理告诉我们,$(a+b)^n$ 的展开式中的第 $r+1$ 项是 $C_n^r a^{n-r} b^r$,其中 $C_n^r$ 是组合数,表示从 $n$ 个不同元素中取出 $r$ 个元素的组合数。

在这个问题中,$a = 2x$,$b = \sqrt{x}$,$n = 5$。我们需要找到 $r$ 的值,使得 $a^{n-r} b^r$ 包含 $x^3$。因为 $a = 2x$ 和 $b = \sqrt{x}$,我们可以写出:

$a^{5-r} b^r = (2x)^{5-r} (\sqrt{x})^r = 2^{5-r} x^{5-r} x^{r/2}$

我们需要 $5 - r + r/2 = 3$,解这个方程得到 $r = 4$。

所以,我们关注的项是当 $r = 4$ 时的项,即 $C_5^4 (2x)^{5-4} (\sqrt{x})^4 = C_5^4 \cdot 2x \cdot x^2 = C_5^4 \cdot 2x^3$。

组合数 $C_5^4$ 是从5个元素中选择4个元素的方法数,即 $5! / (4!(5-4)!) = 5$。

因此,$x^3$ 的系数是 $5 \cdot 2 = 10$。

【答案】10
10
doubao 【解析】将二项式$(2x+\sqrt{x})^{5}$展开,根据二项式定理$(a+b)^{n}=\sum_{k=0}^{n}C_{n}^{k}a^{n-k}b^{k}$,可得:\[
\begin{align*}
(2x+\sqrt{x})^{5}&=\sum_{k=0}^{5}C_{5}^{k}(2x)^{5-k}(\sqrt{x})^{k}\\
&=\sum_{k=0}^{5}C_{5}^{k}2^{5-k}x^{5-k}x^{\frac{k}{2}}\\
&=\sum_{k=0}^{5}C_{5}^{k}2^{5-k}x^{5-k+\frac{k}{2}}\\
&=\sum_{k=0}^{5}C_{5}^{k}2^{5-k}x^{5-\frac{k}{2}}
\end{align*}
\]要求$x^{3}$的系数,令$5-\frac{k}{2}=3$,即$10-k=6$,$k=4$,所以$x^{3}$的系数为$C_{5}^{4}\times2^{5-4}=C_{5}^{4}\times2=5\times2=10$。<eoe>
【答案】10<eoa>
10
minimax 【解析】
要找到$(2x+\sqrt{x})^5$展开式中$x^3$的系数,我们可以使用二项式定理。二项式定理表明,$(a+b)^n$的展开式中的通项是$T_{r+1} = \binom{n}{r}a^{n-r}b^r$,其中$\binom{n}{r}$是组合数,表示从$n$个不同元素中取$r$个元素的组合数。

在这个问题中,$a=2x$,$b=\sqrt{x}$,$n=5$。我们需要找到$r$的值,使得$a$和$b$的指数之和等于3,即$(5-r)+\frac{r}{2}=3$。解这个方程得到$r=2$。

现在我们知道$r=2$时,$x^3$的项会出现。我们可以计算这个项的系数:
$$T_{3} = \binom{5}{2}(2x)^{5-2}(\sqrt{x})^2 = \binom{5}{2}2^3x^3 = 10 \cdot 8x^3 = 80x^3$$

因此,$x^3$的系数是80。<eoe>

【答案】80<eoa>
10
kimi 【解析】
要找到 $(2x + \sqrt{x})^5$ 展开式中 $x^3$ 的系数,我们可以使用二项式定理。二项式定理告诉我们,对于任意实数 $a$ 和 $b$,以及任意非负整数 $n$,有:

\[
(a + b)^n = \sum_{k=0}^{n} \binom{n}{k} a^{n-k} b^k
\]

在这个问题中,$a = 2x$,$b = \sqrt{x}$,$n = 5$。

我们需要找到 $x^3$ 的系数,所以我们需要找到 $k$ 的值,使得 $a^{5-k} b^k = x^3$。这可以转化为以下方程:

\[
(2x)^{5-k} (\sqrt{x})^k = x^3
\]

简化后得到:

\[
2^{5-k} x^{5-k} x^{k/2} = x^3
\]

由于 $x^{5-k} x^{k/2} = x^{5 - k + k/2}$,我们需要:

\[
5 - k + \frac{k}{2} = 3
\]

解这个方程得到 $k$ 的值:

\[
10 - 2k + k = 6
\]
\[
k = 4
\]

现在我们知道 $k = 4$,我们可以计算 $x^3$ 的系数:

\[
\binom{5}{4} (2x)^{5-4} (\sqrt{x})^4 = \binom{5}{4} 2x x^2
\]

计算二项式系数:

\[
\binom{5}{4} = \frac{5!}{4!(5-4)!} = 5
\]

所以:

\[
5 \cdot 2x \cdot x^2 = 10x^3
\]

因此,$x^3$ 的系数是 10。

<eoe>
【答案】10<eoa>
10
wenxinyiyan 【解析】根据二项式定理,$(a+b)^{n}$的展开式的通项为$T_{r + 1} = C_{n}^{r}a^{n - r}b^{r}$,其中$r$是从0到$n$的整数。在本题中,$a = 2x, b = \sqrt{x}, n = 5$。将这些值代入通项公式,得到$T_{r + 1} = C_{5}^{r}(2x)^{5 - r}(\sqrt{x})^{r} = C_{5}^{r} \cdot 2^{5 - r} \cdot x^{5 - \frac{r}{2}}$。为了找到$x^{3}$的系数,需要令$5 - \frac{r}{2} = 3$,解得$r = 4$。然后将$r = 4$代入通项公式,得到$x^{3}$的系数为$C_{5}^{4} \cdot 2^{5 - 4} = 5 \cdot 2 = 10$。
【答案】10
10
zhipu 【解析】
首先,我们需要使用二项式定理来展开表达式 \((2x + \sqrt{x})^5\)。二项式定理的公式是:

\[
(a + b)^n = \sum_{k=0}^{n} \binom{n}{k} a^{n-k} b^k
\]

在这个题目中,\(a = 2x\),\(b = \sqrt{x}\),\(n = 5\)。所以我们可以写出展开式:

\[
(2x + \sqrt{x})^5 = \sum_{k=0}^{5} \binom{5}{k} (2x)^{5-k} (\sqrt{x})^k
\]

我们需要找到展开式中 \(x^3\) 的系数。首先,我们来计算每一项的指数形式:

\[
\binom{5}{k} (2x)^{5-k} (\sqrt{x})^k = \binom{5}{k} 2^{5-k} x^{5-k} x^{k/2}
\]

将 \(x\) 的指数合并:

\[
x^{5-k + k/2}
\]

我们需要这个指数等于3,即:

\[
5 - k + \frac{k}{2} = 3
\]

解这个方程:

\[
5 - k + \frac{k}{2} = 3
\]

两边乘以2消去分数:

\[
10 - 2k + k = 6
\]

简化方程:

\[
10 - k = 6
\]

所以:

\[
k = 4
\]

现在我们知道 \(k = 4\) 时,对应的项会有 \(x^3\)。接下来我们计算这一项的系数:

\[
\binom{5}{4} (2x)^{5-4} (\sqrt{x})^4 = \binom{5}{4} (2x)^1 (x^2) = \binom{5}{4} \cdot 2 \cdot x^{1+2} = \binom{5}{4} \cdot 2 \cdot x^3
\]

其中 \(\binom{5}{4} = 5\),所以系数是:

\[
5 \cdot 2 = 10
\]

<eoe>
【答案】10<eoa>
10
gpto1 【解析】
展开式中,$(2x+\sqrt{x})^5$ 的一般项为:
$$
T_k = \binom{5}{k}(2x)^{5-k}(\sqrt{x})^k
$$
其中,$k=0,1,2,3,4,5$。

将 $(2x)^{5-k}$ 和 $(\sqrt{x})^k$ 展开:
$$
(2x)^{5-k} = 2^{5-k} x^{5-k} \\
(\sqrt{x})^k = x^{\frac{k}{2}}
$$

因此,一般项为:
$$
T_k = \binom{5}{k} 2^{5-k} x^{5 - k} \times x^{\frac{k}{2}} = \binom{5}{k} 2^{5-k} x^{5 - k + \frac{k}{2}}
$$

合并指数:
$$
5 - k + \dfrac{k}{2} = 5 - \dfrac{k}{2}
$$

令指数等于3,求解 $k$:
$$
5 - \dfrac{k}{2} = 3 \\
\dfrac{k}{2} = 2 \\
k = 4
$$

当 $k = 4$ 时,计算对应的项:
$$
T_4 = \binom{5}{4} 2^{5-4} x^{5 - 4 + \frac{4}{2}} = 5 \times 2^1 x^{3} = 10 x^{3}
$$

所以,$x^3$ 的系数是 $10$。
<eoe>

【答案】10<eoa>
10
deepseekv3 【解析】我们需要在$(2x + \sqrt{x})^5$的展开式中找到$x^3$的系数。为了找到这个系数,我们可以使用二项式定理来展开这个表达式。

二项式定理告诉我们:
$$(a + b)^n = \sum_{k=0}^n \binom{n}{k} a^{n-k} b^k$$

在本题中,$a = 2x$,$b = \sqrt{x}$,$n = 5$。因此,展开式可以写成:
$$(2x + \sqrt{x})^5 = \sum_{k=0}^5 \binom{5}{k} (2x)^{5-k} (\sqrt{x})^k$$

我们需要找到展开式中$x^3$的系数。为此,我们需要确定$k$的值,使得$(2x)^{5-k} (\sqrt{x})^k$中的$x$的指数等于3。

首先,我们计算$x$的指数:
$$(2x)^{5-k} = 2^{5-k} x^{5-k}$$
$$(\sqrt{x})^k = x^{k/2}$$
因此,$(2x)^{5-k} (\sqrt{x})^k = 2^{5-k} x^{5-k + k/2} = 2^{5-k} x^{5 - \frac{k}{2}}$

我们需要$5 - \frac{k}{2} = 3$,解这个方程:
$$5 - \frac{k}{2} = 3$$
$$\frac{k}{2} = 2$$
$$k = 4$$

因此,当$k=4$时,展开式中的项为:
$$\binom{5}{4} (2x)^{5-4} (\sqrt{x})^4 = \binom{5}{4} (2x)^1 x^2 = 5 \times 2x \times x^2 = 10x^3$$

所以,$x^3$的系数是10。
<eoe>
【答案】10<eoa>
10