Expansion Term
1. Planteamos el problema: tenemos el quinto término en la expansión binomial $$ (ax + by)^n $$ dado por $$ 560 x^3 y^4 $$ y queremos encontrar los valores enteros de $$a$$ y $$b$$.
2. Recordemos que el término general en la expansión de $$ (ax + by)^n $$ es
$$ T_{k+1} = \binom{n}{k} (ax)^{n-k} (by)^k $$
3. En este caso, el quinto término corresponde a $$ k=4 $$, ya que empezamos con $$ k=0 $$ para el primer término.
4. Por lo tanto,
$$ T_5 = \binom{n}{4} a^{n-4} b^4 x^{n-4} y^4 = 560 x^3 y^4 $$
5. Igualmente, los exponentes de $$x$$ y $$y$$ del término dado son 3 y 4 respectivamente, entonces
$$ n-4 = 3 \Rightarrow n = 7 $$
6. Entonces el quinto término es
$$ T_5 = \binom{7}{4} a^{3} b^4 x^3 y^4 = 560 x^3 y^4 $$
7. Calculamos el coeficiente binomial:
$$ \binom{7}{4} = \frac{7!}{4! \cdot 3!} = \frac{7 \times 6 \times 5}{3 \times 2 \times 1} = 35 $$
8. La expresión para el coeficiente es:
$$ 35 a^3 b^4 = 560 $$
9. Simplificamos:
$$ a^3 b^4 = \frac{560}{35} = 16 $$
10. Buscamos enteros $$a$$ y $$b$$ tales que $$ a^3 b^4 = 16 $$.
11. Como $$16 = 2^4$$, probemos factorizaciones de la forma:
- $$b^4 = 1$$ y $$a^3 = 16$$ no es posible porque $$16$$ no es un cubo perfecto.
- $$b^4 = 16$$ y $$a^3 =1$$, entonces $$b=\pm 2$$ y $$a=\pm 1$$.
12. Probamos con $$b = 2$$ y $$a=1$$:
$$ 1^3 \times 2^4 = 16 $$ correcto.
13. También se pueden elegir signos negativos que cumplen la ecuación:
- Si $$b = -2$$, $$b^4 = 16$$ porque es potencia par.
- Si $$a = -1$$, $$a^3 = -1$$ y no satisface el producto positivo 16.
14. Por ende, solo $$a=1$$ o $$a=-1$$ y $$b=2$$ o $$b=-2$$ funcionan, pero para que el producto sea positivo, $$a$$ debe ser positivo cuando $$b$$ es positivo o $$a$$ negativo cuando $$b$$ es negativo. Correctamente, los valores posibles son:
- $$a=1, b=2$$
- $$a=1, b=-2$$
15. Resultado final:
$$ a = \pm 1 $$
$$ b = \pm 2 $$