Question Number 56886 by gunawan last updated on 25/Mar/19
$$\underset{{r}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}\:^{{n}} {C}_{{r}} \frac{\mathrm{1}+{r}\:\mathrm{log}_{{e}} \mathrm{10}}{\left(\mathrm{1}+\mathrm{log}_{{e}} \mathrm{10}^{{n}} \right)^{{r}} }\:\:\mathrm{equals} \\ $$
Answered by tanmay.chaudhury50@gmail.com last updated on 27/Mar/19
$${a}={log}_{{e}} \mathrm{10}\:{and}\:\left(\mathrm{1}+{nlog}_{{e}} \mathrm{10}\right)={b}\:\left[{b}=\mathrm{1}+{na}\right] \\ $$$$\underset{{r}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}\:{nC}_{{r}} ×\frac{\mathrm{1}+{ar}}{\left({b}\right)^{{r}} }=\underset{{r}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}{nC}_{{r}} ×\frac{\mathrm{1}}{{b}^{{r}} }+{a}\underset{{r}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}{nC}_{{r}} ×\frac{{r}}{{b}^{{r}} } \\ $$$$\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{b}}\right)^{{n}} ={nC}_{\mathrm{0}} ×\mathrm{1}^{{n}} +{nC}_{\mathrm{1}} ×\frac{\mathrm{1}}{{b}^{\mathrm{1}} }+{nC}_{\mathrm{2}} ×\frac{\mathrm{1}}{{b}^{\mathrm{2}} }+..+{nC}_{{n}} ×\frac{\mathrm{1}}{{b}^{{n}} } \\ $$$${so}\:\underset{{r}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}{nC}_{{r}} ×\frac{\mathrm{1}}{{b}^{{r}} }=\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{b}}\right)^{{n}} \Lleftarrow{look}\:{here} \\ $$$${a}\underset{{r}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}{nC}_{{r}} ×\frac{{r}}{{b}^{{r}} } \\ $$$$={a}\left({nC}_{{o}} ×\frac{\mathrm{0}}{{b}^{\mathrm{0}} }+{nC}_{\mathrm{1}} ×\frac{\mathrm{1}}{{b}^{\mathrm{1}} }+{nC}_{\mathrm{2}} ×\frac{\mathrm{2}}{{b}^{\mathrm{2}} }+..+{nC}_{{n}} ×\frac{{n}}{{b}^{{n}} }\right) \\ $$$${now}\:\left(\mathrm{1}+\frac{{x}}{{b}}\right)^{{n}} ={nC}_{\mathrm{0}} ×\frac{{x}^{\mathrm{0}} }{{b}^{\mathrm{0}} }+{nC}_{\mathrm{1}} ×\frac{{x}^{\mathrm{1}} }{{b}^{\mathrm{1}} }+{nC}_{\mathrm{2}} ×\frac{{x}^{\mathrm{2}} }{{b}^{\mathrm{2}} }+..+{nC}_{{n}} ×\frac{{x}^{{n}} }{{b}^{{n}} } \\ $$$${differentiate}\:{both}\:{side}\:{w}.{r}.{t}\:{x} \\ $$$${n}\left(\mathrm{1}+\frac{{x}}{{b}}\right)^{{n}−\mathrm{1}} ×\frac{\mathrm{1}}{{b}}={nC}_{\mathrm{0}} ×\mathrm{0}+{nC}_{\mathrm{1}} ×\frac{\mathrm{1}}{{b}^{\mathrm{1}} }+{nC}_{\mathrm{2}} ×\frac{\mathrm{2}{x}}{{b}^{\mathrm{2}} }+…+{nC}_{{n}} ×\frac{{nx}^{{n}−\mathrm{1}} }{{b}^{{n}} } \\ $$$${now}\:{put}\:{x}=\mathrm{1}\:{both}\:{side} \\ $$$${n}\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{b}}\right)^{{n}−\mathrm{1}} =\underset{{r}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}{nC}_{{r}} ×\frac{{r}}{{b}^{{r}} } \\ $$$${so}\:{value}\:{of}\:{a}\underset{{r}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}{nC}_{{r}} ×\frac{{r}}{{b}^{{r}} }={a}×{n}\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{b}}\right)^{{n}−\mathrm{1}} \:\Lleftarrow{look}\:{here} \\ $$$${hence}\:{rewuired}\:{answer}\:{is} \\ $$$$\underset{{r}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}{nC}_{{r}} ×\frac{\mathrm{1}}{{b}^{{r}} }+{a}\underset{{r}=\mathrm{0}} {\overset{{n}} {\sum}}{nC}_{{n}} ×\frac{{r}}{{b}^{{r}} } \\ $$$$=\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{b}}\right)^{{n}} +{a}×{n}\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{b}}\right)^{{n}−\mathrm{1}} \\ $$$$=\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{b}}\right)^{{n}−\mathrm{1}} ×\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{b}}+{an}\right)\:\:\left[{b}=\mathrm{1}+{na}\:{and}\:{a}={log}_{{e}} \mathrm{10}\right] \\ $$$$=\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}+{na}}\right)^{{n}−\mathrm{1}} ×\left(\mathrm{1}+{na}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}+{na}}\right) \\ $$$$=\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{nlog}_{{e}} \mathrm{10}}\right)^{{n}−\mathrm{1}} \left(\mathrm{1}+{nlog}_{{e}} \mathrm{10}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}+{nlog}_{{e}} \mathrm{10}}\right) \\ $$