题目
Problem
f(x)=3x3+ax2−10x+b
where a and b are constants.
Given that (3x−4) is a factor of f(x),
(a) show that 16a+9b=56
(2)
Given further that when f(x) is divided by (x−2) the remainder is b,
(b) find the value of a and the value of b.
(4)
(c) Hence, using algebra, fully factorise f(x).
(3)
题目中文翻译
f(x)=3x3+ax2−10x+b,其中 a 和 b 是常数。
已知 (3x−4) 是 f(x) 的因式,
(a) 证明 16a+9b=56。(2分)
又已知 f(x) 除以 (x−2) 的余数为 b,
(b) 求 a 和 b。(4分)
(c) 由此,用代数方法将 f(x) 完全因式分解。(3分)
解答
(a)
解法一
思路
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已知 3x−4 是因式,应用因式定理 f(4/3)=0。逐项算分数,再乘以 9 清除分母,推出题目给出的关系。
答题过程
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Since 3x−4 is a factor,
f(34)=0.
Thus
3(34)3+a(34)2−10(34)+b=0,964+916a−340+b=0.
Multiplying by 9 gives
64+16a−120+9b=16a+9b=0,56,
as required.
解法二
思路
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直接用多项式除法除以 3x−4,余数必须为零。每次用余式的最高次项决定下一项商,最后得同一关系。
答题过程
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Divide f(x) by 3x−4. The first quotient term is x2:
f(x)−(3x−4)x2=(a+4)x2−10x+b.
The next quotient term is 3a+4x:
=[(a+4)x2−10x+b]−(3x−4)3a+4x34a−14x+b.
The last quotient term is 94a−14, giving remainder
=(34a−14x+b)−(3x−4)94a−14b+916a−56.
Since 3x−4 is a factor, the remainder is zero:
b+916a−56=16a+9b=0,56.
(b)
解法一
思路
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余数定理给出 f(2)=b。先消去两边的 b 求 a,再用 (a) 的关系求 b。
答题过程
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By the remainder theorem, f(2)=b. Hence
3(2)3+a(2)2−10(2)+b=24+4a−20+b=4a+4=a=b,b,0,−1.
Using part (a),
16(−1)+9b=9b=b=56,72,8.
Therefore a=−1 and b=8.
解法二
思路
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除以 x−2,计算余数再令它等于原题的 b。不能把“余数为 b”误读为“余数为零”。
答题过程
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Divide f(x) by x−2. The successive quotient terms are 3x2, (a+6)x and 2a+2:
f(x)−(x−2)3x2===(a+6)x2−10x+b,[(a+6)x2−10x+b]−(x−2)(a+6)x(2a+2)x+b,[(2a+2)x+b]−(x−2)(2a+2)b+4a+4.
The given remainder is b, so
b+4a+4=a=b,−1.
Substituting into 16a+9b=56 gives −16+9b=56, hence b=8.
(c)
解法一
思路
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承接 (a)、(b),使用已知因式 3x−4 做长除法求二次商,再因式分解二次式。
答题过程
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Using part (b),
f(x)=3x3−x2−10x+8.
Divide by the given factor 3x−4.
First quotient term x2:
f(x)−(3x−4)x2=3x2−10x+8.
Next quotient term x:
(3x2−10x+8)−(3x−4)x=−6x+8.
Last quotient term −2:
(−6x+8)−(3x−4)(−2)=0.
Thus the quotient is x2+x−2, and
f(x)=x2+x−2=(3x−4)(x2+x−2),(x+2)(x−1).
Therefore
f(x)=(3x−4)(x+2)(x−1).
解法二
思路
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待定系数法:商的系数用 p,q,s 表示,避免与已求出的原题常数 a,b 混淆。比较最高次、常数和二次项系数即可求商。
答题过程
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Using a=−1 and b=8, and the known factor 3x−4, write
f(x)=(3x−4)(px2+qx+s).
Comparing coefficients with 3x3−x2−10x+8:
3p=−4s=3q−4p=3q−4=q=3⇒p=1,8⇒s=−2,−1,−1,1.
Therefore
f(x)==(3x−4)(x2+x−2)(3x−4)(x+2)(x−1).
也可以先证明另一个因式。例如 f(1)=3−1−10+8=0,才可除以 x−1,得到
f(x)==(x−1)(3x2+2x−8)(x−1)(3x−4)(x+2).
关键是先证新因式,不能只凭计算器给出的根直接写乘积。