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(實戰(zhàn)篇)解經(jīng)典方程(69),多法破解德國數(shù)學競賽題

 wdyth 2023-04-05 發(fā)布于江蘇

題型:x2+bx2/cx2=d

文章圖片1

x≠4

解法①:配方

原方程變?yōu)?

x2(x-4)2+16x2-180(x-4)2=0

(x2-4x)2+(4x)2-180(x-4)2=0

(x2-4x)2+2.4x.(x2-4x)+(4x)2-8x2(x-4)-180(x-4)2=0

∴x?-8x2(x-4)-180(x-4)2=0

∴[x2-18(x-4)][x2+10(x-4)]=0

∴(x2-18x+72)(x2+10x-40)=0

∴(x-12)(x-6)(x2+10x-40)=0

∴原方程的解為:x1=12,x2=6,x3=-5+√65,x4=-5-√65

解法②:分解因式

原方程變?yōu)?

x2(x-4)2+16x2=180(x-4)2

∵180=122+62

∴(x2-4x)2+(4x)2=(12x-48)2+(6x-24)2

(x2-4x)2-(12x-48)2=(6x-24)2-(4x)2

∴(x2+8x-48)(x2-16x+48)=(10x-24)(2x-24)

∴(x+12)(x-4)(x-12)(x-4)=4(5x-12)(x-12)

∴x-12=0,∴x=12

∴(x+12)(x-4)2=20x-48

∴[(x-4)+16](x-4)2=20(x-4)+32

令x-4=a

(a+16)a2=20a+32

∴a3+16a2-20a-32=0

(a-2)(a2+18a+16)=0

∴a=2或a=-9+√65或a=-9-√65

當a=2,x=6

當a=-9+√65,x=-5+√65

當a=-9-√65,x=-5-√65

∴原方程的解為:x1=12,x2=6,x3=-5+√65,x4=-5-√65

解法③:配方

原方程變?yōu)?

x2+2.x.4x/(x-4)+16x2/(x-4)2-8x2/(x-4)=180

[x+4x/(x-4)]2-8x2/(x-4)-180=0

[x2/(x-4)]2-8.x2/(x-4)-180=0

[x2/(x-4)-18][x2/(x-4)+10]=0

∴x2/(x-4)-18=0或x2/(x-4)+10=0

當x2/(x-4)-18=0,即x2-18x+72=0

(x-12)(x-6)=0,∴x=12或x=6

當x2/(x-4)+10=0,即x2+10x-40=0

∴x=-5±√65

∴原方程的解為:x1=12,x2=6,x3=-5+√65,x4=-5-√65

解法④:構(gòu)造

原方程變?yōu)?

x2+[4x/(x-4)]2=180

令x=a,4x/(x-4)=b

∴a2+b2=180…①

∵ab=4x2/(x-4),a+b=x2/(x-4)

∴ab=4(a+b)…②

由①:(a+b)2-2ab=180…③

將②代入③:(a+b)2-8(a+b)-180=0

∴[(a+b)-18][(a+b)+10]=0

∴a+b=18或a+b=-10

當a+b=18時,ab=72

依韋達定理,a、b可視為方程u2-18u+72=0的兩根,(u-12)(u-6)=0

∴a=12,b=6或a=6,b=12

∵x=a,∴x=12或x=6

同樣地,當a+b=-10時,ab=-40

a=-5+√65,b=-5-√65或a=-5-√65,b=-5+√65

∴x=-5+√65或x=-5-√65

∴原方程的解為:x1=12,x2=6,x3=-5+√65,x4=-5-√65

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