13. $\left(\frac{1}{3} + x\right)^{10}$ 的展开式中,各项系数的最大值是\_\_\_\_.
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2024_全国甲卷
13. $\left(\frac{1}{3} + x\right)^{10}$ 的展开式中,各项系数的最大值是\_\_\_\_.
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用 3 道相关题确认基础和中等变式会到哪一步。
【答案】5
【解析】
【分析】先设展开式中第 $r + 1$ 项系数最大,则根据通项公式有 $\left\{ \begin{array}{l} C_{10}^{r} \left( \frac{1}{3} \right)^{10 - r} \geq C_{10}^{r + 1} \left( \frac{1}{3} \right)^{9 - r} \\ C_{10}^{r} \left( \frac{1}{3} \right)^{10 - r} \geq C_{10}^{r - 1} \left( \frac{1}{3} \right)^{11 - r} \end{array} \right.$ ,进而求出 $r$ 即
可求解.
【详解】由题展开式通项公式为 $T_{r+1}=C_{10}^{r}\left(\frac{1}{3}\right)^{10-r}x^{r}$ , $0\leq r\leq10$ 且 $r\in Z$ ,
设展开式中第 $r + 1$ 项系数最大,则 $\left\{ \begin{array}{l} \mathrm{C}_{10}^{r}\left(\frac{1}{3}\right)^{10 - r} \geq \mathrm{C}_{10}^{r + 1}\left(\frac{1}{3}\right)^{9 - r} \\ \mathrm{C}_{10}^{r}\left(\frac{1}{3}\right)^{10 - r} \geq \mathrm{C}_{10}^{r - 1}\left(\frac{1}{3}\right)^{11 - r} \end{array} \right.$
$\Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} r \geq \frac{29}{4}, \\ r \leq \frac{33}{4}, \end{array} \right.$ 即 $\frac{29}{4} \leq r \leq \frac{33}{4}$ ,又 $r \in \mathbf{Z}$ ,故 $r = 8$ ,
所以展开式中系数最大的项是第9项,且该项系数为 $C_{10}^{8}\left(\frac{1}{3}\right)^{2}=5$ .
故答案为:5.