109_17A_q13
109 指考數學甲補考 第 2 題
📅 109 年 📝 指考數學甲補考 第 2 題 題型:非選 課綱:99課綱
設 $f(x) = x^3 + bx^2 + cx + d$ 為三次實係數多項式函數。已知 $f'(x)$ 是 $f(x)$ 的因式,試回答下列問題。 (1) 若 $f(x) = \frac{1}{3} f'(x)(x+k)$,其中 $k$ 為實數,試求出 $b$(以 $k$ 的數學式表示)。(4分) (2) 試證明 $f'(x) = 0$ 有重根。(4分) (3) 若知 $f(-1) = 0$,試求積分 $\int_0^1 f(x) dx$ 之值。(4分)
多項式微積分多項式函數與運算微積分
解題手法公式代入〔AI 推測〕
答案

pending

詳解
(1) $f(x) = x^3 + bx^2 + cx + d$,則 $f'(x) = 3x^2 + 2bx + c$。 依題意 $f(x) = \frac{1}{3} f'(x)(x+k) = (x^2 + \frac{2b}{3}x + \frac{c}{3})(x+k) = x^3 + (k + \frac{2b}{3})x^2 + (\frac{2bk}{3} + \frac{c}{3})x + \frac{ck}{3}$。 比較 $x^2$ 項係數:$b = k + \frac{2b}{3} \implies \frac{1}{3}b = k \implies b = 3k$。 (2) 比較 $x$ 項係數:$c = \frac{2bk}{3} + \frac{c}{3} \implies \frac{2}{3}c = \frac{2(3k)k}{3} = 2k^2 \implies c = 3k^2$。 則 $f'(x) = 3x^2 + 2(3k)x + 3k^2 = 3(x^2 + 2kx + k^2) = 3(x+k)^2$。 判別式 $D = (2b)^2 - 4(3)(c) = (6k)^2 - 12(3k^2) = 36k^2 - 36k^2 = 0$。 故 $f'(x) = 0$ 有重根 $x = -k$。 (3) 由 $f(x) = \frac{1}{3} f'(x)(x+k) = \frac{1}{3} \cdot 3(x+k)^2 \cdot (x+k) = (x+k)^3$。 已知 $f(-1) = 0$,則 $(-1+k)^3 = 0 \implies k = 1$。 故 $f(x) = (x+1)^3$。 計算積分: $$\int_0^1 (x+1)^3 dx = \left[ \frac{1}{4}(x+1)^4 \right]_0^1 = \frac{1}{4}(2^4 - 1^4) = \frac{1}{4}(16 - 1) = \frac{15}{4}$$ 故填 $\frac{15}{4}$。

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。