1989 AMC 12 第 29 题

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29.

k=049(1)k(992k) \sum_{k=0}^{49}(-1)^k\binom{99}{2k}\text{,}其中 (nj)=n!j!(nj)! \binom{n}{j}=\frac{n!}{j!(n-j)!}\text{。}

Find k=049(1)k(992k), \sum_{k=0}^{49}(-1)^k\binom{99}{2k}, where (nj)=n!j!(nj)!. \binom{n}{j}=\frac{n!}{j!(n-j)!}.

250-2^{50}

249-2^{49}

00

2492^{49}

2502^{50}

答案:B
知识点:二项式定理复数单位根
难度评级:2760
小提示:

(1)k(-1)^k 识别为 i2ki^{2k}

Recognize (1)k(-1)^k as i2ki^{2k}

大提示:

(1+i)99(1+i)^{99} 的二项式展开式的实部

Take the real part of the binomial expansion of (1+i)99(1+i)^{99}

解答:

所求和是 (1+i)99=2992e99πi4 (1+i)^{99}=2^{\frac{99}{2}}e^{\frac{99\pi i}{4}} 的实部。由于 993(mod8)99\equiv3\pmod8,其实部为 2992cos3π4=2992(22)=249 \begin{aligned} 2^{\frac{99}{2}}\cos\frac{3\pi}{4} &=2^{\frac{99}{2}}\left(-\frac{\sqrt2}{2}\right)\\ &=-2^{49} \end{aligned}\text{。}

所以正确答案是 B

The sum is the real part of (1+i)99=2992e99πi4. (1+i)^{99}=2^{\frac{99}{2}}e^{\frac{99\pi i}{4}}. Since 993(mod8),99\equiv3\pmod8, its real part is 2992cos3π4=2992(22)=249. \begin{aligned} 2^{\frac{99}{2}}\cos\frac{3\pi}{4} &=2^{\frac{99}{2}}\left(-\frac{\sqrt2}{2}\right)\\ &=-2^{49}. \end{aligned}

Thus the correct answer is B.

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