第三節 應用因式定理的限制
應用因式定理的限制

在這一課中,我們已經討論過因式定理及其應用,這一節將討論應用因式定理的限制。讓我們看看以下例子。

例子一:設\(\;f(x)=x^3-3x^2-x+2\)。

在附設的模擬模型中,移動數值滑桿來輸入\(\;f(x)=x^3-3x^2-x+2\),並回答以下問題。

  1. \(f(x)\;\)有多少個實根?
    • 0
    • 1
    • 2
    • 3
  2. 如果\(\;ax+b\;\)是\(\;f(x)\;\)的因式,\(a,b\;\)均為整數且\(\;a>0\),\(ax+b\;\)有以下哪些可能性?

    \(x+1\)

    \(x+2\)

    \(x+3\)

    \(x+4\)

    \(x-1\)

    \(x-2\)

    \(x-3\)

    \(x-4\)

  3. 把這些可能的因式逐一輸入模擬模型中,你能找到\(\;f(x)\;\)的任何因式嗎?

    能夠找到

    不能夠

事實上,\(f(x)\;\)的三個根大約是\(\;x=-0.861\)、\(x=0.746\;\)及\(\;x=3.115\),它們都不是有理數。從這個例子可以發現,若多項式因式的係數不是有理數時,因式定理便無法應用。

例子二:設\(\;f(x)=x^4-5x^2+6\)。

在右面的模擬模型中,移動數值滑桿來輸入\(\;f(x)=x^4-5x^2+6\),並回答以下問題。

  1. \(f(x)\;\)有多少個實根?
    • 0
    • 1
    • 2
    • 4
  2. 把所有\(\;f(x)\;\)可能的因式逐一輸入模擬模型中,你能找到\(\;f(x)\;\)的任何因式嗎?

    能夠找到

    不能夠

  1. 現在設\(\;y=x^2\)。你能把\(\;f(x)\;\)因式分解嗎?

    可以!把\(\;y=x^2\;\)代入,可得

    \begin{align*} f(x) &= x^4-5x^2+6 \\ &= y^2-5y+6 \\ &= (y-2)(y-3) \\ &= (x^2-2)(x^2-3) \end{align*}
  2. 解方程\(\;f(x)=0\)。

    根據 3. 對\(\;f(x)\;\)的因式分解,可得

    \begin{align*} f(x) &= 0 \\ (x^2-2)(x^2-3) &= 0 \\ x^2-2 &= 0 ~\hbox{或}~ x^2-3=0 \\ x &= \pm\sqrt{2} ~\hbox{或}~ \pm\sqrt{3} \end{align*}

這個例子中,\(f(x)\;\)可以被分解成係數為整數的多項式,但這些因式的次數都大於\(\;1\)。從這個例子可以發現,若多項式因式的次數均大於\(\;1\;\)時,因式定理便無法應用。

當分解多項式時遇上以下情況,便不能應用因式定理來進行因式分解:

  1. 該多項式因式的係數不是有理數;
  2. 該多項式所有(係數為有理數的)因式的次數都大於\(\;1\)。
因式定理
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