問(wèn)題:設(shè)為Q(x)為37x?³-73x³?+36除以x-1的商。求各系數(shù)之和。
答案:原式=37(x?³-1)-73(x³?-1)=(x-1)[37(x?²+x?¹+...+1)-73(x³?+x³?+...+1)]。
那麼中括號(hào)內(nèi)就是Q(x),各系數(shù)之和就是Q(1)=37×73-73×37=0。
題解中發(fā)現(xiàn)36=73-37,又留意到xn-1的形式,有因式x-1,那樣根據(jù)恒等式xn-1=(x-1)(xn-1+xn-2+...+1),再提取因式x-1,就得出了有中括號(hào)那道算式。而系數(shù)的和就是多項(xiàng)式裏未知數(shù)為1時(shí)的函數(shù)值,代入就得出了答案。
這題做起來(lái),一開(kāi)始說(shuō)Q(x)是商,這裏沒(méi)提起有沒(méi)有餘數(shù),不過(guò)簡(jiǎn)單地用上餘式定理,見(jiàn)到37×173-73×137+36=0,就知道餘數(shù)為0,於是就想起能直接分解原本的算式。要把原式除以x-1,課內(nèi)的做法有長(zhǎng)除和綜合除法,這兩個(gè)方向看來(lái)也不太方便,雖說(shuō)可能多少能觀察到規(guī)律,但也較複雜。
題解當(dāng)中第一步就把原式變形,有兩個(gè)xn-1形式的算式是關(guān)鍵一步,也是較難想出來(lái)的一步。有時(shí)在課內(nèi)訓(xùn)練多了,直接就想用長(zhǎng)除,發(fā)現(xiàn)麻煩時(shí)又未必想得出有其他可能,初嘗試時(shí)若想得出變形這一步,也真是挺不容易的。
這下變形,除了可以有效地分解題目裏的算式,提出x-1的因式以外,還是處理多項(xiàng)式時(shí)一個(gè)較普遍的做法,看到多項(xiàng)式除以x-1時(shí)的商式,對(duì)於未知數(shù)的各個(gè)次方,分別考慮減1的情況,比如x5+2x3,變成(x5-1)+2(x3-1)+3=(x-1)[(x4+x3+...+1)+2(x2+x+1)]+3,比起用長(zhǎng)除更方便一些。
平常觀察多項(xiàng)式的根,通常都用一些簡(jiǎn)單數(shù)字,比如1,看看是不是根,若果試到了又想做些因式分解,上述技巧就較有用。另外,就今天的題來(lái)說(shuō),由於算式裏未知數(shù)的指數(shù)為單數(shù),要是找除以x+1的商式,技巧也是差不多的。
當(dāng)然,若果推廣一下,也可以想想普遍除以x-a的商式,技巧也可以差不多做到,只是畢竟數(shù)字麻煩了不少,效果就沒(méi)上述當(dāng)a為1的時(shí)候那麼明顯。
這題來(lái)說(shuō),推廣到在普遍的多項(xiàng)式裏,除以x-1時(shí)有個(gè)好的想法也就差不多了,要是再推廣得遠(yuǎn)一點(diǎn),看來(lái)又沒(méi)什麼簡(jiǎn)潔有力的結(jié)果,用起來(lái)數(shù)字又變大了,運(yùn)算的負(fù)擔(dān)大了,趣味又少了。
從求學(xué)樂(lè)趣的角度來(lái)說(shuō),見(jiàn)著題目的技巧,多少作一點(diǎn)推廣,推廣到在較大的範(fàn)圍下,較常見(jiàn)的情景下,都能普遍適用,那樣趣味就大了,技巧由一種見(jiàn)識(shí)變成了一項(xiàng)能力,令自己觀察平常的情景時(shí)多了個(gè)思考角度,嘗試起來(lái)又多了新方法,那樣就會(huì)愈學(xué)愈覺(jué)得有趣。
數(shù)學(xué)技巧的運(yùn)用,首先是在一些常見(jiàn)的大問(wèn)題中發(fā)現(xiàn)新的想法,在某個(gè)特殊情景下,有個(gè)好的解決方法。上述的推廣裏,就是在面對(duì)普遍的多項(xiàng)式裏,除以x-1時(shí)的商式,這些情景比較常見(jiàn),經(jīng)常就能夠用上技巧,容易感覺(jué)到技巧的實(shí)用。
● 張志基
簡(jiǎn)介:奧校於1995年成立,為香港首間提供奧數(shù)培訓(xùn)之註冊(cè)慈善機(jī)構(gòu)(編號(hào):91/4924),每年均舉辦「香港小學(xué)數(shù)學(xué)奧林匹克比賽」,旨在發(fā)掘在數(shù)學(xué)方面有潛質(zhì)的學(xué)生。學(xué)員有機(jī)會(huì)選拔成為香港代表隊(duì),獲免費(fèi)培訓(xùn)並參加海內(nèi)外重要大賽。詳情可瀏覽:www.hkmos.org。
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