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日本初中数学竞赛题, 解高次方程, 不少学霸懵了, 2种解法供参考

大家好!今天和大家分享一道日本初中数学竞赛题:解方程(6x+7)^2(3x+4)(x+1)=6。这是一道解高次方程的题目,难度还是挺大的,不少初中学霸看到题目都懵了,本文和大家分享此题非常经典的2种解法供大家参考。

此题硬解也不是不可以,只是计算量非常大,将方程左边展开后会出现关于x的四次五项式的形式,在计算过程中非常容易出错,而这也是吓到不少同学的地方,甚至让一些学生直接选择了放弃。

其实在初中阶段,对于高次方程有一个比较好用的方法,那就是:换元法。所以此题也可以考虑用换元法求解。

解法一:

初中阶段常用的换元法包括单换元法和双换元法,优先考虑使用单换元法。使用单换元法需要先找出式子中相同或相似的部分,对相同或相似部分进行换元。但是本方程的左边并没有相同部分,那应该怎么办呢?仔细观察一下,可以发现虽然没有相同部分,但是如果将第二个括号乘以2得到6x+8、第三个括号乘以6得到6x+6,那么这三个括号内的部分就非常相似了。

接下来,为了简化计算,我们令三个式子中间值的那个为t,即6x+7=t。然后将另外两个也用t表示出来,即6x+8=t+1、6x+6=t-1,这样就完成了对整个方程的换元,整理后得到:t^4-t^2-72=0,即(t^2-9)(t^2+8)=0。由于初中阶段的解方程是在实数范围内,所以t^2+8不可能为0,即t^2-9=0。求出t的值后,再反解出x的值就得到原方程的解。

解法二:

看到高次方程,不少人已经想到了用换元法,但是解法一讲到的换元方法很多同学想不到,那么有没有更加容易想到的换元方法呢?

肯定是有的。先将方程左边的完全平方式展开,再将(3x+4)(x+1)也展开,即可得到:(36x^2+84x+49)(3x^2+7x+4)=6。现在观察上面的式子,可以发现第二个括号乘以12再加上1就等于第一个括号的式子了,这也是解法一的实质。

不过,计算到上面这一步后,也可以采用另外的换元方法了。如令3x^2+7x+4=t,则36x^2+84x+49=12(3x^2+7x+4)+1=12t+1,所以原方程就变形为(12t+1)t=6。整理得:12t^2+t-6=0,即(3t-2)(4t+3)=0,解出t的值,再反解x的值即可得到原方程的解。

这道日本数学竞赛题,看似难度很大,也确实难住了不少同学,但是找到方法后其实并不难,而且方法也是初中数学常用的换元法,真正的难点在于找出如何换元。这道题就和大家分享到这里。

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