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史上最牛的奧賽數學

生活 更新时间:2024-12-27 18:56:59

德國能夠在二戰結束後的幾十年裡發展成世界第4大、歐洲最大的經濟體,德國的教育功不可沒。雖然在各大高校排名中,德國大學的表現并不搶眼,但是德國獲得諾貝爾獎的人數卻達到了100多人,不得不說德國教育也是獨樹一幟,非常的成功。今天和大家分享一道德國初中數學奧賽題。

史上最牛的奧賽數學(德國數學奧賽題)1

題目如上。這道題目的難度還是挺大,x的形式比較複雜,難住了不少的考生。如果按照最常用的思路,那就是将x的值代入計算,但是如此一來計算量可是非常的大。反正我是沒有興趣計算下去了,那麼肯定有簡單方法。那究竟是什麼方法呢?

其實這道題考查的無非就兩個公式:立方差公式、完全立方公式

史上最牛的奧賽數學(德國數學奧賽題)2

關于立方的這幾個公式,目前在國内初中數學教材中已經删除不做要求了,但是這幾個公式在作業還是不時會遇到,而且到了高中階段更是經常會用到。這幾個公式在高中一般不會重點講解,這也很容易造成知識點的脫節,所以從學習的角度來說,還是應該掌握這幾個立方公式。

史上最牛的奧賽數學(德國數學奧賽題)3

先來看一下本題會用到的立方差公式。

立方差公式用文字表述就是:兩個數的差乘以兩數的平方和與它們的積的和,等于這兩數的立方差。

這個公式在本題怎麼用呢?這是本題的一個難點:求x的值。

先觀察x的形式,如果将4看成2的平方,那麼x就可以看成兩個數的平方和與它們之積的和,然後再乘以這兩個數之差,就可以簡化計算求出1/x的值。

史上最牛的奧賽數學(德國數學奧賽題)4

求出1/x的值後,可以直接代入所求代數式求值,但是計算量還是比較大,所以先對其進行變形,這就用到另外一個立方公式:完全立方公式。

完全立方公式的特點非常鮮明,那就是按照某一字母的降幂排列後系數分别為1、±3、±3、1,所以看到這樣的系數就要考慮是否可以用完全立方公式。

題目中所求式子從後面往前看,系數分别為1、3、3,這與完全立方非常接近,隻差了一個1,所以可以考慮先加“1”再減“1”,加上“1”後就可以和現在的部分構成一個完全立方的形式,從而減少計算量。

史上最牛的奧賽數學(德國數學奧賽題)5

另外,後面這個式子如果不能直接看出用完全立方公式,那麼可以先通分。通分後分子就成了3x² 3x 1,隻要分子加上x³同樣可以配成完全立方的形式。當然,能夠直接看出來更好,并且計算也會更加簡單。

下面附上完整的解題過程:

史上最牛的奧賽數學(德國數學奧賽題)6

本題的難點體現在兩點:一是立方公式在初中階段已經删除;二是就算知道立方公式,但是對于複雜形式的立方公式的應用也是難點。你覺得這題難嗎?

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