在“标准学校课程”中没有出现许多伎俩。为了说明,这里是2007年的示例问题:
2007 AIME 1,问题#14
让
m是等式最大的真实解决方案
X-3.3.+X-5.5.+X-17.17.+X-19.19.=X2-11X-4.。
有积极的整数
一种那
B.那和
C这样
m=一种+B.+C
。找
一种+B.+C。
请注意,这是在“硬”集中,但此问题完全可以解决常规代数,甚至遵循想要隔离的标准逻辑
X通过写下这个问题
(一些因素多项式)=0.。
但是,具体技巧是不寻常的;找到他们需要练习。这个使得巧妙地使用重新排列那代换, 和对称。
我们顺便说到可以找到
X=0.是一个解决方案:
-1+-1+-1+-1=-4.那
所以,如果我们发现所有其他解决方案都是负的,
0.是我们的答案。
(但是,我们在竞争环境中基本上保证了鉴于设置
m=一种+B.+C
将有一个积极的根。
)
常数倾向于是摆脱的最简单的条目之一;他们可以用替换(如你稍后会看到的)转换,或者它们可以“播放到”代数的其他一些部分。虽然没有多少可能
-4.在等号的右侧,左侧有一些潜力吗?让我们来看看:
X-3.3.+X-5.5.+X-17.17.+X-19.19.X-3.3.+X-5.5.+X-17.17.+X-19.19.+4.=X2-11X-4.=X2-11X。
有四个术语才能与4一起去,所以如果这样做可能会发生什么重新排列并将4拆分给每个条款给出1个术语?我们有
X-3.3.+1+X-5.5.+1+X-17.17.+1+X-19.19.+1X-3.3.+X-3.+X-5.5.+X-5.+X-17.17.+X-17.+X-19.19.+X-19.X-3.X+X-5.X+X-17.X+X-19.X=X2-11X=X2-11X=X2-11X。
这是一个相当普遍的竞争技巧:写作
(一些分数)+1那
(一些分数)-1那或者
1-(一些分数)可以产生有用的结果。
由于我们正在寻找非零根源,我们可以安全地划分平等标志的两侧
X:
X-3.1+X-5.1+X-17.1+X-19.1=X-11。
不幸的是,在右侧的右侧操纵现在没有帮助,所以让我们看看左侧的术语。有一个明确的对称正在进行的模式:
-3.和
-5.两个分开,和
-17.和
-19.是两个分开。对称性并不完全以对我们有用的形式写成,但我们可以使用代换帮助提出它。
让
问:=X-11。注意
-11中途之间
-3.和
-19.也
-5.和
-17.;我们专门挑选了这个号码来暴露对称性。它还(通过“巧合”)恰好匹配等号的右侧:
X-3.=X-11+8.X-5.=X-11+6.X-17.=X-11-6.X-19.=X-11-8.=问:+8.=问:+6.=问:-6.=问:-8.。
将这些插入原始方程式
(包括右侧的
X-11)那
问:+8.1+问:+6.1+问:-6.1+问:-8.1=问:。
人们很容易注意到的+匹配8 / -8和+ 6 / -6。让我们做一些重新排列并结合这些术语:
问:+8.1+问:-8.1+问:+6.1+问:-6.1(问:+8.)(问:-8.)问:-8.+(问:+8.)(问:-8.)问:+8.+(问:+6.)(问:-6.)问:-6.+(问:+6.)(问:-6.)问:+6.问:2-6.4.2问:+问:2-3.6.2问:=问:=问:=问:。
不要忘记那个
X=11是原始问题的解决方案,除以
问:在双方:
问:2-6.4.2+问:2-3.6.2=1。
我们可以使平方术语更易于使用其他替代;让我们使用
R.=问:2:
R.-6.4.2+R.-3.6.2=1。
然后在等号的一侧获取所有条款:
2(R.-3.6.)+2(R.-6.4.)2R.-7.2+2R.-128.0.=1(R.-6.4.)(R.-3.6.)=R.2-10.0.R.+23.0.4.=R.2-10.4.R.+25.0.4.。
在此处应用二次公式(并且只担心较大的根)得到了
R.=5.2+20.0.
。记住这一点
R.=问:2(再次担心较大的根),
问:=5.2+20.0.
。最后,记住这一点
问:=X-11那
X=11+5.2+20.0.
。
几乎完成了!问题询问
一种+B.+C在根中
m=一种+B.+C
那所以我们想要的答案是
11+5.2+20.0.=26.3.。
让我们总结使用的内容:
重新排列以移动
-4.术语,这导致了相同标志的左手的每个术语来获得
X在分子中。
除了
X出去。
使用替代
问:=X-11揭示允许术语更容易组合的对称性。
使用另一种替代
R.=问:2避免在必要的情况下处理平方术语。
做标准代数涉及二次
一种X2+B.X+C=0.然后使用二次公式。
替换为最大的真实解决方案
X。
注意整个整体解决方案可能是恐吓,每一步都是一块普通代数。一旦你开始更容易地发现这些种作的技巧,你可以解决最难的气氛问题!