高次方程在高中階段,也就是在求解過點處的切線、穿根法求解不等式、等比數列中碰到過,不是很多。高次代數式可能出現在導數判斷單調性中。
高次方程指次數等於或者大於 \(3\) 次的方程,高中學生主要求解的方程的次數大多是 \(2\) 次的方程,所以對高次方程的求解比較陌生。
與求解高次方程有關的方法主要有:試商法、多項式除法、分組分解法、十字相乘法、換元法等;
求曲線\(c:y=\cfracx^3+\cfrac\)經過點\(p(2,4)\)的切線方程;(\(4x-y-4=0\)或\(x-y+2=0\))
思路:設經過點\(p(2,4)\)的切線方程與曲線相切於點\(p_0(x_0,y_0)\),則有
\(\beginy_0=\cfracx_0^3+\cfrac\\ k=f'(x_0)=x_0^2\\ y-y_0=f'(x_0)(x-x_0) \end\)
又因為點\(p(2,4)\)在切線方程上,則有\(4-(\cfracx_0^3+\cfrac)=x_0^2(2-x_0)\)
整理得到,\(x_0^3-3x_0^2+4=0\)
警示,此處有多個難點:試商法,多項式除法,分組分解法;
【試商法】:令\(x_0=0\),如果上述方程成立,說明方程能分解出因子\(x_0\),本題目中顯然不成立;再令\(x_0=1\),上述方程不成立,說明方程不能分解出因子\(x_0-1\);再令\(x_0=-1\),上述方程成立,說明方程能分解出因子\(x_0+1\);這樣\(x_0^3-3x_0^2+4\)
\(=(x_0+1)\)
\((x_0^2+bx_0+c)\)(\(b\),\(c\)是常數,待定),這樣做的目的是為了降次;
【分組分解法】:由試商法可以指導我們的分組分解的方向,
如\(x_0^3-3x_0^2+4=(x_0^3+1)-3(x_0^2-1)\)
\(=(x_0+1)(x_0^2-x_0+1)-3(x_0+1)(x_0-1)\)
\(=(x_0+1)(x_0^2-x_0+1-3x_0+3)\)
\(=(x_0+1)(x_0-2)^2=0\);
【多項式除法】:如圖所示,
即\((x_0+1)(x_0-2)^2=0\),解得\(x_0=-1\),或\(x_0=2\)
當\(x_0=-1\)時,切點為\((-1,1)\),\(k_1=1\),切線方程為\(x-y+2=0\);
當\(x_0=2\)時,切點為\((2,4)\),\(k_2=4\),切線方程為\(4x-y-4=0\);
【2021屆高三文科資料用題】設數列 \(\\}\) 是等比數列, 前 \(n\) 項和為 \(s_\), 若 \(s_=3a_\), 則公比 \(q\)=______________.
法1: 分類討論法,針對 \(q\) 分類討論如下:
當 \(q\neq 1\) 時, 由題意得到, \(\cfrac(1-q^)}=3a_q^\),
即 \(1-q^=3q^-3q^\),整理得 \(2q^-3q^+1=0\),
[備註:接下來可以使用試商法,得到\(q=1\)為其乙個根,另外還可以使用多項式除法求解剩餘的因式,此處我們往往可以降低難度,使用初中的因式分解法]
則\(2q^-2-3q^+3=0\),即\(2(q^-1)-3(q^-1)=0\),則\(2(q-1)(q^2+q+1)-3(q-1)(q+1)=0\),
即\((q-1)(2q^2-q-1)=0\),即\((q-1)^2(2q+1)=0\),
解得 \(q=-\cfrac\),或 \(q=1\)(捨去);
當 \(q=1\) 時,即 \(s_=3a_1=3a_\),顯然成立.
故 \(q=-\cfrac\) 或 \(1\);
法2:使用求和的定義式求解,有效避免分類討論;
由於 \(s_=3a_\),即 \(a_1+a_2+a_3=3a_3\),即 \(a_1+a_2-2a_3=0\),
由於數列 \(\\) 為等比數列,故 \(a_1+a_1q-2a_1q^2=0\),
即\(2q^2-q-1=0\), 解得 \(q=-\cfrac\) 或 \(1\);
計算: \(sin18^=\cfrac-1}\)
分析: 由於\(sin3\theta=3sin\theta cos^2\theta-sin^3\theta\),\(cos2\theta=cos^2\theta-sin^2\theta\),
又由於\(\sin54^=\cos36^\),且\(\sin54^=\sin(3\times 18^)\),\(\cos36^=\cos(2\times18^)\),
可得\(3sin18^cos^218^-sin^318^=cos^218^-sin^218^\).
整理得到,\(4sin^318^-2sin^218^-3sin18^+1=0\),
用試商法嘗試分解\(x=1\)為其乙個根,
故可以分解為\((sin18^-1)(4sin^218^+2sin18^-1)=0\),
\(sin18^=1\)捨去,由\(4sin^218^+2sin18^-1=0\),
得到\(sin18^=\cfrac}=\cfrac}\),
捨去負值,得到\(sin18^=\cfrac-1}\),
即\(2sin18^=\cfrac-1}\)。
【因式分解案例】令 \(g(x)=\cfracx^3-x-1}\),求導並加以整理變形;
解析: \(g'(x)=\cfracx^3-x-1)'\cdot x^2-(e^x-\fracx^3-x-1)\cdot 2x}\)
\(=\cfracx^2-1)\cdot x^2-(e^x-\fracx^3-x-1)\cdot 2x}\)
\(=\cfracx^2-1)\cdot x-(e^x-\fracx^3-x-1)\cdot 2}\)
\(=\cfracx^3-x-2e^x+x^3+2x+2}\)
\(=\cfracx^3+x+2}\)
到此,我們的思維大多就停滯了,難點在分子的三次多項式 \(-\cfracx^3+x+2\) 的分解上,
此時,用試商法得到,\(x=2\)為其乙個根,故分組分解如下,
\(-\cfracx^3+x+2=-\cfracx^3+4+x-2\)
\(=-\cfrac(x^3-2^3)+(x-2)=-\cfrac(x-2)(x^2+2x+4)+(x-2)\)
\(=(x-2)(-\cfracx^2-x-1)\),
故接上得到,
\(g'(x)=\cfracx^3+x+2}=\cfracx^2-x-1)}\)
求解 \(4\cos^4\theta-17\cos^2\theta+4=0\)
解析: 將方程變形為 \((4\cos^2\theta-1)(\cos^2\theta-4)=0\),
則 \(\cos^2\theta=\cfrac\) 或 \(\cos^2\theta=4\) (捨去),
則 \(\cos\theta=\pm\cfrac\),
高次不定方程
高次不定方程是指求解ax b mo da x b mod ax b m odc c c 這一類的方程組,在這裡我們只研究a aa與c cc互質的情況。首先,我們需要知道a xa x ax在模c cc的意義下具有週期性,並且最大的週期不超過ccc。b sg sbsgs bsgs 演算法是用來解決高次不...
高數 08 03 齊次方程
會識別齊次方程,會求解形如 dydx y x 的方 程叫做齊 次方程 解法 令 u yx 則y ux,d ydx u xd udx,代入原方 程 u xdud x u 分離 變數 d u u u dxx兩 邊積分,得 d u u u dxx 積分後再 用yx代 替u,便 得原方程 的通解.例1.解微...
一元二次方程解法的實現(Python)
請定義乙個函式quadratic a,b,c 接收3個引數,返回一元二次方程 ax2 bx c 0 的兩個解。coding utf 8 ax2 bx c.py author 0yst3r description 一元二次方程解法 created wed apr 10 2019 15 40 51 gm...