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083_02M_q20
83 學測數學 第 20 題
📅 83 年
📝 學測數學
第 20 題
題型:選填
課綱:99課綱
已知 $p$ 為常數,若 $x^2 + px + 6$ 與 $x^3 + px + 6$ 的最低公倍式為四次式,則 $p = $ ____ 。
多項式,最高公因式與最低公倍式
多項式
多項式函數與運算
解題手法
設未知數
〔AI 推測〕
答案
$-7$
選填題
詳解
設兩個多項式分別為: $$A(x) = x^2 + px + 6 \ \ \left(\deg(A) = 2\right)$$ $$B(x) = x^3 + px + 6 \ \ \left(\deg(B) = 3\right)$$ 已知這兩個多項式的最低公倍式 $L(x) = \text{lcm}(A(x), B(x))$ 次數為 $4$。 根據多項式最高公因式與最低公倍式的次數性質關係式: $$\deg(\text{lcm}(A, B)) = \deg(A) + \deg(B) - \deg(\text{gcd}(A, B))$$ 代入已知次數可得: $$4 = 2 + 3 - \deg(\text{gcd}(A, B)) \implies \deg(\text{gcd}(A, B)) = 1$$ 這代表多項式 $A(x)$ 與 $B(x)$ 有一個一次公因式,設此公因式為 $x - r$(其中 $r$ 為實數)。 因為 $x - r$ 同時是 $A(x)$ 與 $B(x)$ 的因式,所以 $r$ 必然是 $A(x) = 0$ 與 $B(x) = 0$ 的共同根。我們將 $r$ 代入: $$\begin{cases} r^2 + pr + 6 = 0 & (1) \\ r^3 + pr + 6 = 0 & (2) \end{cases}$$ 將方程式 $(2) - (1)$ 以消去包含 $p$ 的項: $$r^3 - r^2 = 0 \implies r^2(r - 1) = 0$$ - 若 $r = 0$,代回 $(1)$ 可得 $6 = 0$,這是不成立的矛盾。 - 因此,必有 $r = 1$。 將公根 $r = 1$ 代回 $(1)$ 中以求解 $p$: $$1^2 + p(1) + 6 = 0 \implies 1 + p + 6 = 0 \implies p = -7$$ **驗算**: 當 $p = -7$ 時: - $A(x) = x^2 - 7x + 6 = (x-1)(x-6)$ - $B(x) = x^3 - 7x + 6 = (x-1)\left(x^2 + x - 6\right) = (x-1)(x-2)(x+3)$ 此時,$\text{gcd}(A, B) = x-1$(次數為 $1$),而最低公倍式為: $$L(x) = (x-1)(x-6)(x-2)(x+3)$$ 其為四次多項式,完全符合題意。 故常數 $p = -7$。
題目來源:
大學入學考試中心公開試題。
解析狀態:
本解析由 AI 輔助產出,未經人工審核,非官方詳解,僅供學習參考。如與官方公告不同,請以官方公告為準。