[分享] 多項式求解
前因:因為許多的學生這個地方會有混淆的狀況,
所以在這邊做了一個小小的心得整理分享。
多項式方程式(高中題型)
f(x) = ax^2 + bx + c
※這邊要注意方程式的係數(解題關鍵)
1.如果這邊a,b,c等於實數,屬於R,
例如 x^2 - 2x + 2 = 0
則如果有虛根,就可以知道這個會有共軛虛根,
如果知道其中一解為 1+i,就可以推出另外一根為1-i
例:a,b屬於R,X^3-aX^2+b = 0 ,有一根為1-i,
則此方程式之唯一實根為______________
※解題想法(因為a,b都屬於R於是此多項式為實數係多項式,
有共軛虛根,推得另外一根為1-i)
可以推之 X= 1±i (將i給消除,逆配方法)
X-1 = ±i (兩邊平方)
X^2 - 2x + 1 = -1
X^2 - 2x + 2 = 0 (因為X^3 - aX^2 + b 其因式)
算出實根的方法就是將其用長除法相除,
解出另外一個因式,就為實數解(因為如果為虛根就會重複,
而超過X^3的項有的最多X的根,變成四個根,不合)
1 + 1
________________________
1-2+2 | 1 -a + 0 + b
| 1 -2 + 2
_________________________
(-a+2) -2 b
1 -2 2
_________________________
-a+1 0 b-2
※這邊因為前面的推論,除出來的因式絕對是此方程式的因式,
所以餘式一定要餘0,而我在商的部份做了一個簡化,
如果將此商帶入 X + (-a+1) 然後餘式各項係數都要等於零,
也可以列出方程式。
於是f(x) = (x^2 - 2x + 2 ) (x + 1) = 0
於是實數解 為 x + 1 = 0 => x = -1
2.如果a , b, c不屬於實數,則沒有共軛虛根,
不可以直接a+bi,就推出另外一根為a-bi。
例: 若 2 - i 為 x^2 + ax - 3 = 0 之一根,則a = ?
※此時a為未知數,並不能確定是否是實數,於是不可以直接將2 + i 當作
另外一組解,這邊學生很容易錯誤。
此題解法最直接的方式就是將2 - i 帶入方程式整理。
( 2- i)^2 + a (2 - i) - 3 = 0
4 - 4i - 1 + 2a - ai -3 = 0
2a - ai - 4i = 0 (這邊有學生使用兩邊平方去i的方法,不過會有增根的問題,
後來需要判斷兩個根哪一個會符合,可以算出來不過會花很多時間,且容易忘掉
會有不合的狀況。)
因為題目要求得是a,所以可以直接將a放在一邊,則a的係數都放到等號右邊
(等於解方程式)
a ( 2 - i) - 4 i = 0
a = 4i
___
2-i
a = 4i (2+ i)
______________
(2- i)(2 + i)
a = 8i -4
_____
4+ 1
a = -4/5 + 8i/5
《結論》
遇到一個實數係數方程式,可以直接用共軛虛根或帶入法來解。
遇到一個未知係數方程式,則不能使用共軛虛根的方式來速解,
得要使用直接帶入,或者可以假設(x - a)(x - b)展開求原方程式,
小弟在此獻醜了。
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
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