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101_02M_q08
101 學測數學 第 8 題
📅 101 年
📝 學測數學
第 8 題
題型:多選
課綱:99課綱
設 $f(x) = x^4 - 5x^3 + x^2 + ax + b$ 為實係數多項式,且知 $f(i) = 0$(其中 $i^2 = -1$)。請問下列哪些選項是多項式方程式 $f(x) = 0$ 的根?
$i$
$0$
$1$
$-5$
$5$
複數根
實係數多項式
因式定理
多項式
多項式函數與運算
複數平面與應用
解題手法
公式代入
〔AI 推測〕
答案
$(1)(2)(5)$
詳解
因為 $f(x)$ 為實係數多項式,且已知虛數 $i$ 為方程式之一根(即 $f(i) = 0$): 1. **共軛複數根定理**:實係數多項式方程的虛根必成對出現。因此 $i$ 的共軛複數 $-i$ 亦為方程式的根。故選 $(1)$。 2. **求多項式係數**: 因為 $i$ 與 $-i$ 是根,多項式 $f(x)$ 必含有因式 $(x-i)(x+i) = x^2 + 1$。 以 $x^2 + 1$ 去除 $f(x) = x^4 - 5x^3 + x^2 + ax + b$,利用長除法: $$x^4 - 5x^3 + x^2 + ax + b = (x^2 + 1)(x^2 - 5x) + (a+5)x + b$$ 由於可整除,餘式 $(a+5)x + b$ 必為零,故 $a = -5$ 且 $b = 0$。 3. **求所有根**: 此時多項式可分解為: $$f(x) = (x^2 + 1)(x^2 - 5x) = x(x-5)(x^2 + 1)$$ 令 $f(x) = 0$,可求得其根為 $x = 0, 5, i, -i$。 故選項 $(1), (2), (5)$ 是正確的根。
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。