题目
Problem
In this question you must show all stages of your working.
Solutions relying on calculator technology are not acceptable.
f(x)=4x3+ax2−29x+b
where a and b are constants.
Given that (2x+1) is a factor of f(x),
(a) show that a+4b=−56.
(2)
Given also that when f(x) is divided by (x−2) the remainder is −25,
(b) find a second simplified equation linking a and b.
(2)
(c) Hence, using algebra and showing your working,
(i) find the value of a and the value of b,
(ii) fully factorise f(x).
(5)
题目中文翻译
本题必须展示所有解题步骤,不能依赖计算器技术。
f(x)=4x3+ax2−29x+b,其中 a、b 为常数。
已知 (2x+1) 是 f(x) 的因式,
(a) 证明 a+4b=−56。
(2分)
又已知 f(x) 除以 (x−2) 的余数为 −25,
(b) 求另一个关于 a 和 b 的简化方程。
(2分)
(c) 由此,用代数方法并展示解题过程,
(i) 求 a 和 b 的值,
(ii) 完全因式分解 f(x)。
(5分)
解答
(a)
解法一
思路
展开
因式 (2x+1) 对应根 −21。代入因式定理,再整理为题目要求的关系式。
答题过程
展开
Since (2x+1) is a factor, f(−1/2)=0.
0===4(−21)3+a(−21)2−29(−21)+b−21+4a+229+b4a+14+b.
Multiplying by 4:
a+4b=−56.(1)
解法二
思路
展开
把已知因式与二次商相乘,比较各次项系数。先由首项、常数项、一次项确定商,再用二次项得到关系式。
答题过程
展开
Write
f(x)=(2x+1)(Ax2+Bx+C).
Comparing the coefficients of x3, the constant term and x gives
2A=4,C=b,2C+B=−29.
Thus A=2 and B=−29−2b. Comparing the coefficient of x2:
a===A+2B2+2(−29−2b)−56−4b.
Hence
a+4b=−56.
(b)
解法一
思路
展开
由余式定理,f(2) 等于题给余数 −25。
答题过程
展开
By the remainder theorem, f(2)=−25:
4(2)3+a(2)2−29(2)+b=32+4a−58+b=4a+b=1.−25−25(2)
解法二
思路
展开
直接做多项式长除法。依次减去三个商项对应的乘积,留下余数,再令其等于 −25。
答题过程
展开
Divide by x−2. First subtract 4x2(x−2):
f(x)−4x2(x−2)=(a+8)x2−29x+b.
Next subtract (a+8)x(x−2):
=(a+8)x2−29x+b−(a+8)x(x−2)(2a−13)x+b.
Finally subtract (2a−13)(x−2):
=(2a−13)x+b−(2a−13)(x−2)b+4a−26.
This is the remainder, so
b+4a−26=−25⟹4a+b=1.
(c)(i)
解法一
思路
展开
利用 (a)(b) 的两个关系式,消去 b 后求 a,再代回。
答题过程
展开
From (b), b=1−4a. Substitute into (a):
a+4(1−4a)=−15a+4=−15a=a=−56−56−604.
Then b=1−4(4)=−15, giving
a=4,b=−15.
(c)(ii)
解法一
思路
展开
由此代入系数,并除以题给因式 2x+1。补齐二次商的三步计算,再分解二次式。
答题过程
展开
Hence f(x)=4x3+4x2−29x−15. Divide by the known factor 2x+1.
Subtract the first quotient term, 2x2:
f(x)−2x2(2x+1)=2x2−29x−15.
Subtract the next quotient term, x:
=2x2−29x−15−x(2x+1)−30x−15.
The final quotient term is −15, since −15(2x+1)=−30x−15. Thus the quotient is 2x2+x−15.
Now factorise it:
2x2+x−15===2x2+6x−5x−152x(x+3)−5(x+3)(2x−5)(x+3).
Therefore
f(x)=(2x+1)(2x−5)(x+3).