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初中数学解题技巧——怎样进行因式分解之整式解题:赋值法

初中数学解题技巧——怎样进行因式分解之整式解题:赋值法

整式解题技巧

赋值法

前言

对于含有字母的恒等式,字母取任意数值等式均成立。赋值法就是选取简单特殊值(0、1、-1 等)代入多项式,直接快速得到系数相关结论,避开繁琐展开。

原理:恒等式的本质

等式左右两边是完全一样的多项式,无论未知数取何实数,左右两边计算结果永远相等。

不需要把括号全部展开,只需要挑选计算最简单的特殊数字代入,就能针对性提取系数信息。

赋值法

给多项式中的未知数赋予特殊数字,利用恒等式性质,直接求出常数项、全部系数之和、奇偶次项系数相关代数式。

理解

恒等式左右两边对任意 x 都成立,所以挑选简单的数字代入,等式依然成立,快速提取系数信息。

常用结论

  • 令x=0,直接得到常数项

  • 令x=1,得到所有项系数相加的总和

  • 令x=-1,得到偶次项系数和减去奇次项系数和

拓展推导

设S为偶次项系数之和,S为奇次项系数之和。

  • x=1:S+S=原式在x=1的值……①

  • x=-1:S-S=原式在x=-1的值……②

联立两个式子,可解出:

偶次项系数和:S偶=(①+②)/2

奇次项系数和:S奇=(①-②)/2

适用场景

已知多项式展开式,求系数相关代数式的值。

提醒:赋值法只适用于恒等式,普通方程不能随意赋值。

解题步骤

  1. 审题定目标:明确题目要求的是常数项 / 全部系数和 / 奇偶项系数和(或差)

  2. 匹配赋值:根据目标,选取合适特殊值(优先 0、1、-1)

  3. 代入恒等式:把选定数值代入等式左右两边

  4. 列式整理:根据等式建立关于系数的关系式

  5. 计算求解:结合拓展公式,算出目标结果

常见易错点

  • 记错x=-1代入后的符号,奇次项变号容易出错,计算时建议给负数整体添加括号;

  • 混淆 “系数和” 与 “代数式的值” 概念,系数和只看各项数字系数,不含字母;

  • 漏看多项式前面的负号,代入计算出错;

  • 不是恒等式乱用赋值法,普通方程不能使用这套结论;

  • 求奇偶系数和时,忘记联立两个式子,直接把x=-1结果当成偶次项系数和。

示例

1、(x+3)·f(x)=x3+4x2-2x+k,求常数k的值

【解析】

左边含有因式x+3,当x+3=0时,左边整体等于 0;因此右边多项式的值也必须等于 0

【答案】

解:令x=0+3,即x=-3

代入右侧多项式:

0=(-3)3+4×(-3)2-2×(-3)+k

0=-27+4×9+6+k

0=-27+36+6+k

0=15+k

解得:k=-15

2、(3x+2)100=a0+a1x+a2x2+……+a100x1

①求常数项a0

②求全部系数和

③求偶次项系数和、奇次项系数和

④求所有系数的绝对值之和。

⑤求a100

【解析】

根据拓展推导的内容进行解题即可

【答案】

解:①: 令 x=0

代入等式左边:(3×0+2)100=2100

右边只剩下常数项a0,得到:a0=2100

用途:直接求多项式常数项

② :令x=1 

左边:(3×1+2)100=5100

右边:a0+a1+a2+……+a100

得到所有系数之和:a0+a1+a2+……+a100=5100

用途:求全部系数总和

③ :令x=-1

左边:[3×(-)1+2]100=(-1)100=1

右边:a0-a1+a2-a3+……+a100

得到奇偶项系数交错和:a0-a1+a2-a3+……+a100=1

用途:分离奇数项、偶数项系数

④ :②+③ 

(a0+a1+a2+……+a100)+(a0+a1+a2+……+a100)=5100+1

2(a0+a2+a4+……+a100)=5100+1 

偶数项系数和:a0+a2+a4+……+a100=(5100+1)/2

⑤: ②-③ 

(a0+a1+a2+……+a100)-(a0-a1+a2-a3+……+a100)=5100-1

2(a1+a3+a5+……+a99)=5100-1

奇数项系数和:a1+a3+a5+……+a99=(5100-1)/2

⑥: 求所有系数绝对值之和|a0|+|a1|+……+|a100|

原式(3x+2)100展开,所有系数全部为正数,绝对值可以直接去掉。 

等价于令 x=1,|a0|+|a1|+……+|a100|=5100

⑦ :常数项回顾:a0=2100

⑧ :最高次项:(3x+2)100展开最高次项来自(3x)100=3100x100,故最高次系数a100=3100

3、(x2-2x+3)50=b0+b1(x+1)+b2(x+1)2+……+b100(x+1)100

求常数项、偶次项系数之和、奇次项系数之和

【解析】

这个多项式是按照(x+1)的幂次展开,不是按x展开,所以对整体(x+1)赋值

【答案】

解:① :令x+1=0,即x=-1

左边:[(-1)2-2×(-1)+3]50=(1+2+3)50=650

右边只剩下常数项b0,得到:b0=650

用途:求新展开式的常数项

② :令 x+1=1,即x=0

左边:(02-2×0+3)50=350

右边:b0+b1+b2+……+b100

得到新展开全部系数之和:b0+b1+b2+……+b100=350

③ :令x+1=-1,即x=2

左边:[()2-2×(-2)+3]50=(4+4+3)50=1150

右边:b0-b1+b2-b3+……+b100

得到交错系数和:b0-b1+b2-b3+……+b100=1150

④:用②+③求偶数位置b系数和

b0+b2+b4+……+b100=(350+1150)/2

⑤:用②-③求奇数位置b系数和

b1+b3+b5+……+b99=(350-1150)/2

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