Question Number 22047 by Tinkutara last updated on 10/Oct/17
$$\mathrm{If}\:{x}\:>\:\mathrm{0}\:\mathrm{and}\:\mathrm{the}\:\mathrm{4}^{\mathrm{th}} \:\mathrm{term}\:\mathrm{in}\:\mathrm{the}\:\mathrm{expansion} \\ $$$$\mathrm{of}\:\left(\mathrm{2}\:+\:\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{8}}{x}\right)^{\mathrm{10}} \:\mathrm{has}\:\mathrm{maximum}\:\mathrm{value} \\ $$$$\mathrm{then}\:\mathrm{find}\:\mathrm{the}\:\mathrm{range}\:\mathrm{of}\:{x}. \\ $$
Commented by Tinkutara last updated on 10/Oct/17
$$\mathrm{I}\:\mathrm{got}\:\mathrm{the}\:\mathrm{answer}\:\mathrm{but}\:\mathrm{my}\:\mathrm{doubt}\:\mathrm{is}\:\mathrm{that} \\ $$$$\mathrm{the}\:\mathrm{interval}\:\mathrm{for}\:\mathrm{range}\:\mathrm{will}\:\mathrm{be}\:\mathrm{open}\:\mathrm{or} \\ $$$$\mathrm{closed}? \\ $$
Answered by mrW1 last updated on 10/Oct/17
$$\:\left(\mathrm{2}\:+\:\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{8}}{x}\right)^{\mathrm{10}} \:=\underset{\mathrm{k}=\mathrm{0}} {\overset{\mathrm{10}} {\sum}}\:\mathrm{C}_{\mathrm{k}} ^{\mathrm{10}} ×\mathrm{2}^{\mathrm{k}} ×\left(\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{8}}\right)^{\mathrm{10}−\mathrm{k}} \:\mathrm{x}^{\mathrm{10}−\mathrm{k}} \\ $$$$=\left(\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{8}}\right)^{\mathrm{10}} ×\underset{\mathrm{k}=\mathrm{0}} {\overset{\mathrm{10}} {\sum}}\:\mathrm{C}_{\mathrm{k}} ^{\mathrm{10}} ×\left(\frac{\mathrm{16}}{\mathrm{3}}\right)^{\mathrm{k}} \:\mathrm{x}^{\mathrm{10}−\mathrm{k}} \\ $$$$\mathrm{let}\:\mathrm{a}_{\mathrm{k}} =\:\mathrm{C}_{\mathrm{k}} ^{\mathrm{10}} ×\left(\frac{\mathrm{16}}{\mathrm{3}}\right)^{\mathrm{k}} \:\mathrm{x}^{\mathrm{10}−\mathrm{k}} \\ $$$$\mathrm{since}\:\mathrm{4th}\:\mathrm{term}\:\mathrm{is}\:\mathrm{maximum}, \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{a}_{\mathrm{2}} <\mathrm{a}_{\mathrm{3}} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{a}_{\mathrm{4}} <\mathrm{a}_{\mathrm{3}} \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{C}_{\mathrm{2}} ^{\mathrm{10}} ×\left(\frac{\mathrm{16}}{\mathrm{3}}\right)^{\mathrm{2}} \mathrm{x}^{\mathrm{8}} <\mathrm{C}_{\mathrm{3}} ^{\mathrm{10}} ×\left(\frac{\mathrm{16}}{\mathrm{3}}\right)^{\mathrm{3}} \mathrm{x}^{\mathrm{7}} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{9x}^{\mathrm{8}} <\mathrm{128x}^{\mathrm{7}} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{x}^{\mathrm{7}} \left(\mathrm{128}−\mathrm{9x}\right)>\mathrm{0} \\ $$$$\Rightarrow\begin{cases}{\mathrm{x}>\mathrm{0}}\\{\mathrm{128}−\mathrm{9x}>\mathrm{0}\:\Rightarrow\:\mathrm{x}<\frac{\mathrm{128}}{\mathrm{9}}}\end{cases} \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{C}_{\mathrm{4}} ^{\mathrm{10}} ×\left(\frac{\mathrm{16}}{\mathrm{3}}\right)^{\mathrm{4}} \mathrm{x}^{\mathrm{6}} <\mathrm{C}_{\mathrm{3}} ^{\mathrm{10}} ×\left(\frac{\mathrm{16}}{\mathrm{3}}\right)^{\mathrm{3}} \mathrm{x}^{\mathrm{7}} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{x}^{\mathrm{6}} \left(\mathrm{28}−\mathrm{3x}\right)<\mathrm{0} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{28}−\mathrm{3x}<\mathrm{0}\:\Rightarrow\mathrm{x}>\frac{\mathrm{28}}{\mathrm{3}} \\ $$$$\Rightarrow\begin{cases}{\mathrm{0}<\mathrm{x}<\frac{\mathrm{128}}{\mathrm{9}}}\\{\mathrm{x}>\frac{\mathrm{28}}{\mathrm{3}}}\end{cases}\:\:\:\:\:\:\Rightarrow\mathrm{x}\in\left(\frac{\mathrm{28}}{\mathrm{3}},\frac{\mathrm{128}}{\mathrm{9}}\right) \\ $$
Commented by mrW1 last updated on 10/Oct/17
$$\mathrm{I}\:\mathrm{made}\:\mathrm{a}\:\mathrm{mistake},\:\mathrm{see}\:\mathrm{correction}. \\ $$
Commented by Tinkutara last updated on 11/Oct/17
$$\left(\mathrm{2},\frac{\mathrm{64}}{\mathrm{21}}\right) \\ $$
Commented by mrW1 last updated on 11/Oct/17
$$\mathrm{what}\:\mathrm{is}\:\mathrm{the}\:\mathrm{answer}? \\ $$
Answered by ajfour last updated on 14/Oct/17
$$\Rightarrow\:\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{3}{x}}{\mathrm{16}}\right)^{\mathrm{10}} \:{has}\:{its}\:\mathrm{4}^{{th}\:} {term}\:{max}. \\ $$$$\Rightarrow\:^{\mathrm{10}} {C}_{\mathrm{2}} {z}^{\mathrm{2}} <\:\:^{\mathrm{10}} {C}_{\mathrm{3}} {z}^{\mathrm{3}} \:>\:^{\mathrm{10}} {C}_{\mathrm{4}} {z}^{\mathrm{4}} \: \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:{where}\:{z}=\frac{\mathrm{3}{x}}{\mathrm{16}} \\ $$$$\Rightarrow\:\:\frac{\mathrm{9}×\mathrm{10}}{\mathrm{2}}\:<\:\left(\:\frac{\mathrm{8}×\mathrm{9}×\mathrm{10}}{\mathrm{6}}\right){z}\:\:>\:\left(\frac{\mathrm{7}×\mathrm{8}×\mathrm{9}×\mathrm{10}}{\mathrm{24}}\right){z}^{\mathrm{2}} \\ $$$$\Rightarrow\:\:{z}\:>\:\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{8}}\:\:\:{and}\:\:{z}\:<\:\frac{\mathrm{4}}{\mathrm{7}} \\ $$$${or}\:\:\:\boldsymbol{{x}}\:>\:\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{8}}×\frac{\mathrm{16}}{\mathrm{3}}\:\:\:{and}\:\:\boldsymbol{{x}}\:<\:\frac{\mathrm{4}}{\mathrm{7}}×\frac{\mathrm{16}}{\mathrm{3}} \\ $$$${or}\:\:\boldsymbol{{x}}\in\:\left(\mathrm{2}\:,\:\frac{\mathrm{64}}{\mathrm{21}}\:\right)\:. \\ $$
Commented by Tinkutara last updated on 14/Oct/17
$$\mathrm{Why}\:\mathrm{not}\:\mathrm{closed}\:\mathrm{interval}? \\ $$
Commented by Tinkutara last updated on 14/Oct/17
$$\mathrm{Thank}\:\mathrm{you}\:\mathrm{very}\:\mathrm{much}\:\mathrm{Sir}! \\ $$$$\mathrm{But}\:\mathrm{my}\:\mathrm{only}\:\mathrm{doubt}\:\mathrm{was}\:\mathrm{that}\:\mathrm{it}\:\mathrm{has}\:\mathrm{to} \\ $$$$\mathrm{be}\:\mathrm{open}\:\mathrm{or}\:\mathrm{closed}\:\mathrm{interval}? \\ $$
Commented by ajfour last updated on 14/Oct/17
$${first}\:{guess}\:{closed}\:{interval}\:… \\ $$