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比较系数以确定常数

题目给了一个系数,要你求括号里的未知数,而你不知道该从哪里下手。

本页内容
  1. 方法是什么?
  2. 例题详解
  3. 第二种模式:两个系数相等
  4. 要留意的错误
  5. 自我检测
  6. 下一步

要求二项式括号中的未知常数,就用通项写出题目所说的系数,令它等于给定的值,然后求解。常数通常以幂的形式出现,所以方程往往是简单的幂方程,如 k² = 9 或 k³ = 8。

这一课建立在求指定的项之上,也是二项式题目里“求 k 的值”这类问法的常见来源。

方法是什么?

  1. 确定所需的项,根据题目给出的 x 的幂。
  2. 求 r,用带有 x 的那个部分的幂。
  3. 写出系数,用 nCr 和每一个数字因数,包括常数部分的幂。
  4. 列方程,令它等于给定的值。
  5. 求解,再按题目的条件检查每个解。

例题详解

(2 + kx)⁵ 展开式中 x³ 的系数是 320。求 k 的值。

第一步,通项: 5Cr × 2⁵⁻ʳ × (kx)ʳ。

第二步,求 r: x 的幂是 r,所以 r = 3。

第三步,系数: 5C3 × 2² × k³ = 10 × 4 × k³ = 40k³。

第四步,方程: 40k³ = 320。

第五步,求解: k³ = 8,所以 k = 2。

检验: 当 k = 2,x³ 的系数是 40 × 8 = 320,与题目相符。

第二种模式:两个系数相等

假设 (1 + ax)⁶ 中 x² 和 x³ 的系数相等,且 a ≠ 0。x² 的系数是 6C2 a² = 15a²。x³ 的系数是 6C3 a³ = 20a³。

令两者相等得 15a² = 20a³,所以 a²(20a − 15) = 0。因为 a ≠ 0,a = 15/20 = 3/4。

要留意的错误

常见的失误是在列方程时漏掉括号里的数字部分。

错误做法: 5C3 × k³ = 320,所以 10k³ = 320,k³ = 32

学生忘了括号中常数 2 带来的因数 2² = 4。真正的系数是 40k³,不是 10k³。

改正的方法是在化简之前写出这一项的每个因数:nCr、数字的幂和字母的幂。再用代回检验:如果 k³ = 32 得不到整数的立方,那就是有因数漏掉的线索。

自我检测

先试做,再打开答案核对。

1. (1 + kx)⁴ 中 x² 的系数是 54,且 k > 0。求 k。

查看答案

4C2 k² = 6k² = 54,所以 k² = 9。因为 k > 0,k = 3。

2. 在 (2 + ax)⁴ 的展开式中,x 和 x² 的系数相等,且 a ≠ 0。求 a。

查看答案

x 的系数:4C1 × 2³ × a = 4 × 8 × a = 32a。x² 的系数:4C2 × 2² × a² = 6 × 4 × a² = 24a²。令 32a = 24a²,得 24a² − 32a = 0,所以 8a(3a − 4) = 0。因为 a ≠ 0,a = 4/3。

3. (x + k)⁶ 中 x⁴ 的系数是 240。求 k 的可能值。

查看答案

x⁴ 对应 6 − r = 4,所以 r = 2。系数是 6C2 k² = 15k² = 240,所以 k² = 16。于是 k = 4 或 k = −4。

下一步

负的常数会带来自己的风险,所以接着学习追踪正负交替展开中的符号。准备好把所有技能混合练习时,试试二项式展开练习题组。

如果你会解方程,却不知道怎样列出方程,附加数学线上一对一补习的老师可以看你怎样设定,当场纠正。

常见问题

为什么有时会得到两个 k 值?

如果 k 以平方或其他偶数次幂出现,正值和负值都满足方程。对于 k² = 9,k = 3 或 k = −3。除非题目限制了 k,例如说明 k 为正数,否则两个都要写出。

题目说两个系数相等,该怎么做?

用通项为每个系数写出表达式,令两者相等再求解。如果未知数可能为零,要用因式分解,不要直接约去,然后舍去题目排除的值,例如 a = 0。

要不要先把整个括号展开?

不要。用通项只写出你需要的那个系数。全部展开会增加工作量和出错机会,而通项直接给你想要的那一个方程。

更新于:

下一步

如果卡住你的是列方程这一步,一对一的老师可以陪你练习这个设定,直到从系数到常数的路线变成例行公事。

一小时付费试听课,按所安排老师确认的收费,RM80 起。

补习由家长或监护人安排。用 WhatsApp 把这页发给他们,他们就可以替你咨询。

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