题目
Problem
Let f(x)=(1+2x)(2+x2)5x2+8x+5.
(a) Express f(x) in partial fractions.
(5)
(b) Hence find the coefficient of x3 in the expansion of f(x).
(4)
题目中文翻译
设 f(x)=(1+2x)(2+x2)5x2+8x+5。
(a) 将 f(x) 表示为部分分式。
(5)
(b) 由此求 f(x) 的展开式中 x3 的系数。
(4)
原卷通用作答要求
Answer all questions. You should use a calculator where appropriate.
You must show all necessary working clearly; no marks will be given for unsupported answers from a calculator.
Give non-exact numerical answers correct to 3 significant figures, or 1 decimal place for angles in degrees, unless a different level of accuracy is specified in the question.
请回答所有题目。适当时应使用计算器。必须清楚展示所有必要的计算过程;仅给出计算器答案而没有过程,不予评分。除非题目另有精度要求,非精确数值答案保留 3 位有效数字,以度为单位的角度保留 1 位小数。
解答
(a)
解法一
思路
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不可约二次因式使用一次分子。先代根,再比较二次项与常数项。
答题过程
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Write
f(x)=1+2xA+2+x2Bx+C.
Multiplying through,
5x2+8x+5=A(2+x2)+(Bx+C)(1+2x).
Putting x=−1/2 gives 9/4=(9/4)A, so A=1.
Comparing the coefficients of x2 and the constants,
A+2B=2A+C=5,5.
Hence B=2 and C=3. The linear coefficient checks: B+2C=8. Therefore
f(x)=1+2x1+2+x22x+3.
(b)
解法一
思路
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沿用部分分式,只找三次项的来源。第一个分式贡献等比展开的三次项,第二个分式只有一次分子乘二次项会产生三次项。
答题过程
展开
Using (a),
(1+2x)−1=1−2x+4x2−8x3+⋯,
and
2+x22x+3=22x+3(1−2x2+⋯).
The first fraction contributes −8 to the coefficient of x3. In the second fraction, the relevant product is
22x(−2x2)=−21x3.
Hence the coefficient of x3 is
−8−21=−217.