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消失中的數學密技-待定係數法
2008/06/15 22:10
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底下是一題三元輪換對稱式的因式分解

(X+Y+Z)³-(Y+Z-X)³-(X+Z-Y)³-(X+Y- Z)³的因式分解.

或許對不少人來說,可能會對輪換對稱式是什麼東西感到困惑.

因為數學課程簡化的結果,很多特別的數學題目,觀念和技巧都慢慢失傳中

所以我才發了這篇文章.

如果這題不用待定係數法來算的話,過程就如同下面的算式一樣.

 

落落長~

 

如果用待定係數法,過程就簡短多了

假設f(X,Y,Z)=(X+Y+Z)³-(Y+Z-X)³-(X+Z-Y)³-(X+Y- Z)³=KXYZ

令X=1,Y=1,Z=1代入,

f(1,1,1)=(1+1+1)³-(1+1-1)³-(1+1-1)³-(1+1- 1)³=27-1-1-1=24=k×1×1×1=k

所以(X+Y+Z)³-(Y+Z-X)³-(X+Z-Y)³-(X+Y- Z)³=24XYZ

 

原理解說:

待定係數法(在台灣因為課程簡化的關係,幾乎快失傳了....)

令f(X,Y,Z)=(X+Y+Z)³-(Y+Z-X)³-(X+Z-Y)³-(X+Y- Z)³

發現f(0,Y,Z)=(0+Y+Z)³-(Y+Z-0)³-(0+Z-Y)³-(0+Y- Z)³=0

表示f(X,Y,Z)有X=0這個因式

這原理稱為 一次因式檢驗法.高一會教.

同理 f(X,0,Z)也=0  f(X,Y,0)也=0

表示 f(X,Y,Z)有X=0,Y=0,Z=0這3個因式

故 f(X,Y,Z)=XYZ×g(X,Y,Z)

又 deg f(X,Y,Z)=(X+Y+Z)³-(Y+Z-X)³-(X+Z-Y)³-(X+Y- Z)³=3

註: deg 指的是多項式函數的次方.

同時 deg f(X,Y,Z)=XYZ=3

所以 deg  g(X,Y,Z)=0  g(X,Y,Z)是一個常數

故 假設 f(X,Y,Z)=(X+Y+Z)³-(Y+Z-X)³-(X+Z-Y)³-(X+Y- Z)³=kXYZ

令X=1,Y=1,Z=1 代入

得 f(1,1,1)=(1+1+1)³-(1+1-1)³-(1+1-1)³-(1+1- 1)³=27-1-1-1=24=k×1×1×1=k

故 f(X,Y,Z)=(X+Y+Z)³-(Y+Z-X)³-(X+Z-Y)³-(X+Y- Z)³=24XYZ

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迴響(9) :
9樓. 都都
2008/06/29 19:53
@@

那本書是大陸數奧培訓隊的訓練教材...

解法有點複雜(其實我還看不太懂)

我會找時間po在我的網誌的@@


8樓. 時和
2008/06/18 15:44
看不懂都都寫的

x+2y+3z = n 到底可不可以用排列組合解?

這 x+2y+3z = n 未知數係數是否皆同?

>> 那本書裡面就是舉出這樣的例子(x+2y+3z = n)來找通解

能否說明解法?


小弟也很好奇ㄋㄟ

梅斯普雷爾2008/06/19 00:06回覆
7樓. 都都
2008/06/18 14:02
^^

恩恩

非負整數解確實是用排列組合..

但是只有限於未知數係數皆同的時候

如果數字不同,也不能用排列組合直接找出通解(一般式)....

那本書裡面就是舉出這樣的例子(x+2y+3z = n)來找通解


6樓. 涸澤之蛇
2008/06/18 01:54
呵呵
沙漠。(客家話)
5樓. 時和
2008/06/18 00:24
看起來
對於Linear Diophantine equation,看起來還是用同餘定理去硬算?
4樓. 都都
2008/06/16 19:57
@@

的確是快很多...

不過只舉出一題還是有點難看出精萃...

之前我有在一本書上看到待定係數法這個名詞...不過至今還是不會(= =|||a)

它題目是要求x + 2y + 3z = n 的非負整數解個數(用n表示)

它的解法就忽然出現了這個名詞,然後算是就跳了一大段......害我完全看不懂= =....

不過解答滿驚人的@@, 會出現cos  


非負整數解個數,好像是用排列組合的重複組合來做吧?

http://www.stat.nuk.edu.tw/prost/content_new/c2-6.htm

梅斯普雷爾2008/06/16 22:45回覆
3樓. 鳳彩翎:阿9公然侮辱
2008/06/16 13:40
真有您的
        眼睛泛著血絲 半夜三更就把它給馬上寫下來...

被發現了,其實是因為不寫出來睡不著...

一直想寫出來.

梅斯普雷爾2008/06/16 13:57回覆
其實是因為有一丁點表現慾存在. 梅斯普雷爾2008/06/16 13:58回覆
2樓. 時和
2008/06/16 09:20
漂亮的做法

這題非常的恰巧,因此會不會有先射箭後畫靶的嫌疑?

當然毫無問題的,這是一題因式定理最好的例子。


因為問這題目的網友是國中學生

所以我是先用第一種做法做出來

後來考慮了一下,還是把待定係數法給打了出來

底下是事情經過:http://www.twbbs.net.tw/2592859.html

小弟沒有偷偷先射箭後畫靶啦~

梅斯普雷爾2008/06/16 12:53回覆
1樓. 鳳彩翎:阿9公然侮辱
2008/06/16 00:44
...哉落落長

            ㄚ甘舞喀"短ㄟ"

假設f(X,Y,Z)=(X+Y+Z)³-(Y+Z-X)³-(X+Z-Y)³-(X+Y- Z)³=KXYZ

令X=1,Y=1,Z=1代入,

f(1,1,1)=(1+1+1)³-(1+1-1)³-(1+1-1)³-(1+1- 1)³=27-1-1-1=24=k×1×1×1=k

所以(X+Y+Z)³-(Y+Z-X)³-(X+Z-Y)³-(X+Y- Z)³=24XYZ

這樣不夠短嗎?

梅斯普雷爾2008/06/16 01:21回覆
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