题目
Problem
f(x)=Ax3+6x2−4x+B
where A and B are constants.
Given that
- (x+2) is a factor of f(x)
- ∫35f(x)dx=176
find the value of A and the value of B.
(7)
题目中文翻译
已知多项式:
f(x)=Ax3+6x2−4x+B
其中 A 和 B 是常数。
已知:
- (x+2) 是 f(x) 的一个因式
- ∫35f(x)dx=176
求 A 的值和 B 的值。 (7)
解答
解法一
思路
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我们要确定两个未知常数 A 和 B,需要根据已知条件列出两个独立的方程进行联立求解:
- 利用因式定理(Factor Theorem):
因为 (x+2) 是 f(x) 的一个因式,所以当 x=−2 时,函数值必须为 0,即 f(−2)=0。
f(−2)=A(−2)3+6(−2)2−4(−2)+B=0
由此可得关于 A 和 B 的第一个线性方程。
- 利用定积分条件:
计算 f(x) 在区间 [3,5] 上的定积分。根据不定积分公式:
∫(Ax3+6x2−4x+B)dx=4Ax4+2x3−2x2+Bx+c
将上限 5 和下限 3 分别代入,并相减,令其等于 176。
这将给出关于 A 和 B 的第二个线性方程。
- 联立求解方程组:
解这个二元一次方程组,求出常数 A 和 B。
答题过程
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Step 1: Apply the factor theorem
Since (x+2) is a factor of f(x), we have f(−2)=0:
A(−2)3+6(−2)2−4(−2)+B=0
−8A+6(4)+8+B=0
−8A+24+8+B=0
−8A+B+32=0⟹B=8A−32(1)
Step 2: Integrate f(x) from 3 to 5
Perform the integration term-by-term:
∫35(Ax3+6x2−4x+B)dx==[4Ax4+36x3−24x2+Bx]35[4Ax4+2x3−2x2+Bx]35
Substitute the upper limit 5 and the lower limit 3:
4A(5)4+2(5)3−2(5)2+B(5)===4625A+2(125)−2(25)+5B156.25A+250−50+5B156.25A+200+5B
4A(3)4+2(3)3−2(3)2+B(3)===481A+2(27)−2(9)+3B20.25A+54−18+3B20.25A+36+3B
Subtract the lower limit evaluation from the upper limit evaluation:
==(156.25A+200+5B)−(20.25A+36+3B)(156.25−20.25)A+(200−36)+(5B−3B)136A+164+2B
Equate the result to the given value of 176:
136A+164+2B=176⟹136A+2B=12(2)
Divide Equation 2 by 2 to simplify:
68A+B=6(3)
Step 3: Solve the simultaneous equations
Substitute Equation 1 (B=8A−32) into Equation 3:
68A+(8A−32)=6
76A−32=6
76A=38
A=7638=0.5
Now substitute A=0.5 back into Equation 1 to find B:
B=8(0.5)−32=4−32=−28
Therefore, the constants are:
A=0.5andB=−28
解法二:多项式除法
思路
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把 f(x) 除以 x+2,余式必须为零。所得 A,B 关系与因式定理相同,再承接定积分方程联立求解。
答题过程
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Dividing by x+2 gives quotient
Ax2+(6−2A)x+(4A−16).
Indeed,
f(x)=(x+2)[Ax2+(6−2A)x+(4A−16)]+(B−8A+32).
Since x+2 is a factor, the remainder is zero:
B−8A+32=0,B=8A−32.
From the same definite integral calculation as in 解法一,
136A+164+2B=176.
Substituting B=8A−32 gives
136A+164+16A−64=152A=B=176,76,A=21,8(21)−32=−28.