Ответ:
Используем \(C_n^r=C_n^{n-r}\), \(A_n^r=\frac{n!}{(n-r)!}\), \(P_n=n!\). Область допустимых значений задаётся натуральными индексами сочетаний и размещений.
- \(C_{x+1}^{x-1}=\frac{x(x+1)}2\), \(C_x^{x-3}=\frac{x(x-1)(x-2)}6\). Поэтому отношение равно \(\frac{3(x+1)}{(x-1)(x-2)}=\frac45\). Получаем \(20(x+1)=12(x-1)(x-2)\), то есть \(3x^2-14x-2=0\). Корни \(x=\frac{7\pm\sqrt{55}}3\) не являются натуральными допустимыми значениями. Решений в натуральных числах нет.
- \(\frac{A_{k+1}^4P_{k-4}}{P_{k-1}}=\frac{(k+1)k(k-1)(k-2)(k-4)!}{(k-1)!}=k+1\). Следовательно, \(k+1=15\), откуда \(k=14\).
- \(C_{x+1}^{x-4}=C_{x+1}^5=\frac{(x+1)x(x-1)(x-2)(x-3)}{120}\), а \(A_{x+1}^3=(x+1)x(x-1)\). После сокращения уравнение даёт \((x-2)(x-3)=56\), то есть \(x^2-5x-50=0\). Корни 10 и −5; условию допустимости удовлетворяет \(x=10\).
- \(C_x^{x-3}=C_x^3\), \(C_x^{x-4}=C_x^4\), \(C_{x+1}^2=\frac{x(x+1)}2\). Подстановка формул и сокращение даёт \((x-1)(x-2)(x-3)+ (x-1)(x-2)(x-3)(x-4)/4=33(x+1)\), или \(x^4-6x^3-19x^2+144x-240=0\). Проверка допустимых натуральных значений показывает, что корней нет: для \(x\ge4\) исходная левая часть не достигает правой (при \(x=4\): 5 против 110, далее отношение левой части к правой растёт и становится больше 1 начиная с \(x=7\)); при \(x=3\) выражение не определено. Решений нет.
- \(A_{2k}^3=2k(2k-1)(2k-2)\), \(A_k^2=k(k-1)\). При допустимом \(k\ge3\) сокращаем на \(k\): \(2(2k-1)(2k-2)=100(k-1)\), откуда \(4(2k-1)=100\), и \(k=13\).
- Отношение означает \(\frac{C_k^3}{C_k^5}=\frac23\), при \(k\ge5\). По формуле сочетаний \(\frac{C_k^3}{C_k^5}=\frac{(k-4)(k-3)}{20}=\frac23\). Тогда \(3(k-4)(k-3)=40\), то есть \(3k^2-21k-4=0\). Дискриминант равен 489, поэтому целого натурального решения нет.
Ответ: 1) решений нет; 2) \(k=14\); 3) \(x=10\); 4) решений нет; 5) \(k=13\); 6) натуральных решений нет.
