C huyên đề bồi dương giáo viên PHƯƠNG PHÁP HỆ SỐ BẤT ĐNH ̣ Phương pháp giải toán dựa trên cơ sở tính toán và biến đổi hệ số của đa thức người ta gọi là phương pháp hệ số bất đnh. Phương pháp này được sử dụng rất tiện lợi khi giải toán về chia hết , ̣ phân tích thành nhân tử và rút gọn biểu thức .Nhưng do trnh độ có hạn nên tôi xin trnh bày một số́ ́ hiểu biết của mnh về việc vận dụng phương pháp hệ số bất đnh để giải một số dạng toán thông ́ ̣ thường . Vậy tôi rất mong sự đóng góp ý kiến của các bạn đồng nghiệp để chuyên đề này phát huy tác dụng trong việc dạy cho học sinh và bồi dươ ng học sinh giỏi .Sau đây là một số nội dung chủ ơ yếu I ) KIẾN THỨC CƠ BẢN 1 ) Đnh lỵ́ : a) Nếu đa thức bằng 0 với mọi giá tr của các biến th hệ số của các hạng tử đều bằng 0̣́ Nếu đa thức f(x) = a n x n +a n-1 x n-1 + + a 1 x + a 0 = 0 với mọi x ∈ Q th á i = 0 ( i = 0;1;2;3; n) b) Nếu hai đa thức cùng bậc mà hằng đẳng với nhau với mọi giá tr của các biến th hệ số củạ́ các hạng tử đồng dạng bằng nhau . cho hai đa thức f(x) = a n x n +a n-1 x n-1 + + a 1 x + a 0 và g(x) = b n x n + b n-1 x n-1 + + b 1 x+ b 0 Nếu f(x) = g(x) th á i = b i ( i = 0;1;2;3; n ) 2 ) Đnh lý Bơzụ : a) Đnh lý : Nếu đa thức f(x) chia cho nh thức ( x - a ) có số dư r th r = f(a) ̣́ ̣ b) Hệ quả : Nếu đa thức f(x) chia hết cho ( x- a) th f(a) = 0 ́ Từ hệ quả ta suy ra nếu đa thức f(x) chia hết cho (x - a) th khi phân tích đa thức f(x) thành ́ nhân tử th có chứa thừa số là x-a . Điều này có nghóa f(x) ́  ( x - a) th f(x) = (x - a ) .q(x) ́ II ) LOẠI TOÁN VỀ TÍNH TOÁN HỆ SỐ CỦA ĐA THỨC Bài 1 : Không làm phép tính , ha y viết đa thức sau dưới dạng chính tắc ơ (x - 2)(x + 1)(2x - 3) + 4x - 3 Giải : đa thức trên sau khi biến đổi là đa thức bậc 3 đối với biến x , do vậy sau khi biến đổi có dạng A x 3 + Bx 2 +Cx + D . Theo bài ra ta có (x - 2)(x + 1)(2x - 3) + 4x - 3 = A x 3 + Bx 2 +Cx + D với mọi x Q cho x = 0 th D = 3 ́ cho x = 1 th A + B + C + D = 3 ́ ⇒ A + B + C = 0 (1) ; cho x = - 1 th -A + B - C + D = -7 ́ ⇒ -A + B - C = - 10 (2) cho x= 2 th 8A + 4B + 2C + D = 2 ́ ⇒ 4A + 2B + C = 1 (3) Lấy (1) + (2) ta được 2B = - 10 ⇒ B = - 5 ⇒ A + C = 5 Từ (3) ta có 4A + C = 11 ; cho nên ( 4A + c) - ( A + C ) = 3A = 6 ⇒ A = 2 và C = 3 Vậy đa thức cần tm là 2x́ 3 - 5x 2 + 3x + 3 hay (x - 2)(x + 1)(2x - 3) + 4x - 3 = 2x 3 - 5x 2 + 3x + 3 Bài 2 ) Viết đa thức 3x 3 + 4x - 5 dưới dạng lu y thừa giảm dần của x - 1.ơ Giải Cách 1: Ta có 3x 3 + 4x - 5 = a(x - 1) 3 + b(x - 1) 2 + c(x - 1) + d = a x 3 + ( b - 3a)x 2 + (3a - 2b + c)x -a + b - c + d cho nên a = 3 b - 3a = 0 3a - 2b + c = 4 ⇒ a = 3 ; b = 9 ; c = 13 ; d = 6 -a + b - c + d = -1 cách 2 : cho x = 1 th d = 6́ cho x = 0 th -a + b - c + d = -1 ́ ⇒ -a + b - c = -7 (1) cho x = -1 th -8a + 4b - 2c + 6 = -8 ́ ⇒ -8a + 4b - 2c = -14 hay -4a + 2b - c = -7 (2) cho x = 2 th a + b + c + d = 31 ́ ⇒ a+ b + c = 25 (3) Từ (1) và (3) ta được 2b = 18 ⇒ b = 9 ; a + c = 16 (4) ; từ (2) và (4) ta có 4a + c = 25 v vậy a = 3 ; c = 13 ́ Vậy 3x 3 + 4x - 5 = 3(x - 1) 3 + 9(x -1) 2 + 13(x -1) + 6 Bài 3 : Cho đa thức x 3 + mx + n = (x - 1)(x - 2)(x + a) Tính a; m;n Giải : Vế phải = x 3 + (a - 3)x 2 + (2 - 3a)x + 2a Cho nên a - 3 = 0 ; 2 - 3a = m ; 2a = n ⇒ a = 3 ; n = 6 ; m = 4 Bài 4 : Tm a , b để đa thức x́ 4 + 4x 3 - 8x 2 + ax +b bằng bnh phương của đa thức x́ 2 + mx + n . Giải :ta có x 4 + 4x 3 - 8x 2 + ax +b = (x 2 + mx + n) 2 = x 4 + m 2 x 2 + n 2 + 2mx 3 + 2nx 2 + 2mnx = x 4 + 2mx 3 + (m 2 + 2n)x 2 + 2mnx + n 2 ⇔        =⇒= −=⇒= −=⇒−=+ =⇒= 36 242 682 242 2 2 bbn aamn nnm mm Bài 5 : Với giá tr nào của a và b để đa thức x̣ 4 + 2x 3 - a x 2 + 3x + b chia hết cho đa thức x 2 + 3x - 1 Giải : Thực hiện phép chia đa thức x 4 + 2x 3 - a x 2 + 3x + b x 2 + 3x - 1 x 4 + 3x 3 - x 2 x 2 - x + (4 - a) - x 3 + (1 - a)x 2 + 3x + b - x 3 - 3x 2 + x (4 - a)x 2 + 2x + b ( 4 - a)x 2 + ( 12 - 3a)x -(4 - a) (3a - 10)x + (b - a + 4) Để đa thức x 4 + 2x 3 - a x 2 + 3x + b  (x 2 + 3x - 1 ) ⇔ (3a - 10)x + (b - a + 4) = 0 với mọi cho nên    =+− =− 04 0103 ab a ⇒ a = 3 2 3 10 −=b; Bài 6 : Xác đnh a , b để cho đa thức 2x̣ 4 - 6x 3 + a x 2 - 7x + 3 chia hết cho đa thức x 2 - x + b. Giải : Thực hiện phép chia 2x 4 - 6x 3 + a x 2 - 7x + 3 x 2 - x + b 2x 4 - 2x 3 + 2bx 2 2x 2 - 4x + a - 2b - 4 - 4x 3 + (a - 2b)x 2 - 7x +3 - 4x 3 + 4x 2 - 4bx (a -2b -4)x 2 + (4b-7)x +3 (a -2b - 4)x 2 - (a-2b-4)x + b(a-2b-4) (a+2b-11)x +3-b(a-2b-4) Để đa thức 2x 4 - 6x 3 + a x 2 - 7x + 3 chia hết cho đa thức x 2 - x + b. Û (a+2b-11)x +3-b(a-2b-4) = 0 với mọi x ⇔    =−−− =−+ 0423 0112 )ba(b ba Từ a+2b - 11 =0 ⇒ a = 2b + 11 (1) Từ 3 - b(a-2b-4) = 0 ⇒ 3 - ab + 2b 2 + 4b = 0 (2) . Thay (1) vào (2) ta được 3 - b( -2b + 11) +2b 2 +4b = 0 hay 4b 2 - 7b + 3 = 0 ⇔ (b - 1)(4b - 3) = 0 ⇒ b = 1 hoặc b = 3/4 do vậy ta có hai cặp số ( a,b) = ( 9 ; 1) ; ( 19/2 ; 3/4) Bài 7 ) Chứng minh rằng không tồn tại các số a, b,c ,m , n ,p sao cho với mọi x , y , t th ́ 2 (a x + by + ct )(mx + ny + pt ) = x 2 + y 2 + t 2 Giải Giả sử tồn tại các số a,b,c,m,n,p sao cho x 2 + y 2 + t 2 = (a x + by + ct )(mx + ny + pt ) = am x 2 + bny 2 + cpt 2 + (an + mb)xy + (ap +mc)xt + (bp + nc)yt ⇔ am = bn = cp = 1 (1) và an + bm = ap + cp = bp + nc = 0 (2) Từ (1) ta có am = bn ⇒ m n b a = (3) Từ (2) ta có an = -mb ⇒ n m b a −= (4) , nhân từng vế (3) với (4) ta được 11 2 −=       −=⋅−=⋅ b a hay m n n m b a b a . điều này vô lí v bnh ́ ́ phương của một số là số không âm . Vậy không tồn tại các số a, b,c ,m , n ,p sao cho với mọi x , y , t th ́ (a x + by + ct )(mx + ny + pt ) = x 2 + y 2 + t 2 Bài 8 : Xác đnh a , b để đa thức a x̣ 4 + bx 3 + 1 chia hết cho đa thức (x - 1) 2 . Giải : Đặt f(x) = a x 4 + bx 3 + 1 Theo hệ quả đnh lý Bơ Zu ta có : f(x) = a x̣ 4 + bx 3 + 1  (x - 1) 2 , nên f(x) = a x 4 + bx 3 + 1  (x - 1) ⇒ f(1) = a + b + 1 = 0 ⇒ b = -a -1 thay vào f(x) ta có f(x) = a x 4 + bx 3 + 1 = a x 4 - a x 3 - x 3 + 1 = a x 3 (x - 1) - (x - 1)(x 2 + x + 1 ) = (x - 1)(a x 3 - x 2 - x - 1) Đặt g(x) = a x 3 - x 2 - x - 1 . Mà f(x)  (x - 1) 2 nên g(x)  (x - 1) Vậy g(1) = a -1 -1 -1 = 0 ⇒ a = 3 và b = -4 Vậy a = 3 , b = - 4 th đa thức a x́ 4 + bx 3 + 1 chia hết cho đa thức (x - 1) 2 Bài 9 : Xác đnh a,b,c sao cho đa thức 2x̣ 4 + a x 2 + bx + c chia hết cho x - 2 , khi chia cho x 2 - 1 th́ dư 2x + 5 . Giải Đặt f(x) = 2x 4 + a x 2 + bx + c , v f(x) ́  (x - 2) nên f(2) = 32 + 4a + 2b +c = 0 hay 4a + 2b + c = -32 (1) Theo bài ra f(x) chia cho (x 2 - 1) dư 2x + 5 nên ta có f(x) = 2x 4 + a x 2 + bx + c = (x 2 - 1).q(x) + 2x +5 theo đnh lý Bơ Zu th f(1) = 2 + a + b + c = 7 ̣́ ⇒ a + b + c = 5 (2) f(-1) = 2 + a - b +c = 3 ⇒ a - b + c = 1 (3) Lấy (2) - (3) ta được 2b = 4 ⇒ b = 2 , a + c = 3 (4) Lấy (1) - (4) ta được 3a = -39 ⇒ a = -13 và c = 16 Vậy đa thức cần tm là 2x́ 4 -13 x 2 + 2x + 16 Bài 10 ) Tm số dư của phép chia đa thức x́ 1998 + x 998 + x 199 + x 19 + x + 3 chia cho đa thức x 2 - 1 Giải Đặt f(x) = x 1998 + x 998 + x 199 + x 19 + x + 3 và ta có x 2 - 1 = (x - 1)(x + 1) là đa thức bậc hai nên phép chia f(x) cho đa thức x 2 - 1 có dư là đa thức bậc nhất , đa thức dư có dạng mx + n Vậy f(x) = (x 2 - 1).q(x) + mx + n Áp dụng đnh lý Bơ Zu : f(1) = m + n = 8 ̣ (1) ; f(-1) = -m +n = 2 (2) Cộng và trừ từng vế của (1) với (2) ta được m = 3 , n = 5 Vậy đa thức dư của x 1998 + x 998 + x 199 + x 19 + x + 3 cho x 2 - 1 là 3x + 5 Bài 11 ) Xác đnh a,b để ̣ 23 2 1 2 23 5 )x( b x a xx x + + − = −− + Giải Vế Phải = 23 22 12 21 3 2 2 2 −− −+++ = +− −++ xx bax)ba(ax )x)(x( )x(b)x(a Nên a = 1 3 2a + b = 0 ⇒ b = -2 a - 2b = 5 23 2 1 2 2 1 23 5 )x( x xx x + − + − = −− + III) SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP HỆ SỐ BẤT ĐNH ĐỂ GIẢI TOÁṆ Loại phân tích thành nhân tử Bài 1 : Phân tích đa thức sau thành nhân tử : ( a + b + c ) 3 - a 3 - b 3 - c 3 Giải Đa thức trên sau khi khai triển và thu gọn ta được đa thức bậc 3 đối với tập hợp các biến , các biến a ,b ,c có vai trò như nhau trong đa thức . Nếu a = -b hoặc a = -c hoặc b = -c th đa thức có ́ giá tr bằng 0 . V vậy khi phân tích đa thức trên thành nhân tử thí có chứa các thừa số a + b ; b+ c ; ̣́ c + a Vậy ( a + b + c ) 3 - a 3 - b 3 - c 3 = k(a + b) (a + c)(b + c) Lấy a = b = c = 1 th 8k = 24 ́ ⇒ k = 3 Vậy ( a + b + c ) 3 - a 3 - b 3 - c 3 = 3(a + b) (a + c)(b + c) Bài 2 : Phân tích đa thức thành nhân tử : a 2 b 2 (b - a) + b 2 c 2 (c - b) - a 2 c 2 (c - a) Giải Đa thức trên sau khi khai triển và thu gọn ta được đa thức bậc 5 đối với tập hợp các biến , các biến a ,b ,c có vai trò như nhau trong đa thức . Nếu a = b ; b = c ; a = c th đa thức có giá ́ tr bằng 0. ̣ Nên sau khi phân tích thành nhân tử đa thức có chứa các nhân tử b - a ; c - b , c - a Vậy đa thức có dạng a 2 b 2 (b - a) + b 2 c 2 (c - b) - a 2 c 2 (c - a) = k(b - a)(c - b)(c - a)(ba + ac + bc) Lấy a =0 , b = 1 , c = -1 th k = 1́ Vậy a 2 b 2 (b - a) + b 2 c 2 (c - b) - a 2 c 2 (c - a) = (b - a)(c - b)(c - a)(ba + ac + bc) Bài 3 : Phân tích thành nhân tử x 3 - 3x - 2 Giải đa thức x 3 - 3x - 2 sau khi phân tích thành nhân tử se chứa ít nhất một nhân tử là đa thức bậc nhất , nên . Mà với x = 2 th x́ 3 - 3x - 2 = 8 - 6 - 2 = 0 cho nên theo hệ quả đnh lý Bơ Zu sau khi ̣ phân tích x 3 - 3x - 2 thành nhân tử có chứa nhân tử (x - 2) Vậy x 3 - 3x - 2 = (x -2 )(x 2 +mx + n ) Cho x = 1 ⇒ - (1 + m + n) = -4 hay m + n = 3 Cho x = -1 ⇒ -3(1 - m + n) = 0 hay - m + n = -1 . Từ đó m = 2 , n = 1 Vậy x 3 - 3x - 2 = (x -2 )(x 2 +2x + 1 ) = (x - 2)(x + 1) 2 Bài 4 : Phân tích đa thức sau thành nhân tử với hệ số nguyên M = x 2 - 5xy + y 2 + x + 2y - 2 Giải V M là đa thức bậc hai đối với tập hợp các biến x và y nên M chỉ có thể viết dưới dạng ́ M = (x + ay + b)(x + my + n) ( a,b,m,n ∈ Z ) = x 2 + (m + a)xy + amy 2 + (n + b)x + (na + bm)y + bn ⇔          −= =+ =+ −=+ = 2 2 1 5 4 bn mbna nb am am từ bn = -2 ⇒ b = -1 và n = 2 hoặc b = 2 và n = -1 Nếu b = -1 , n = 2 ⇒ a = -1 , m = -4 Nếu b = 2 , n = -1 ⇒ a = -4 , m = -1 V 2 bộ số trên chỉ cho ta một kết quả nên M = (x - y - 1)(x - 4y + 2)́ Vậy : x 2 - 5xy + y 2 + x + 2y - 2 = (x - y - 1)(x - 4y + 2) Bài 5 ) Phân tích thành nhân tử ( x + y) 5 - x 5 - y 5 4 Giải Đa thức trên sau khi khai triển và thu gọn ta được đa thức bậc 5 đối với tập hợp các biến , các biến x ,y, có vai trò như nhau trong đa thức . Đặt P = ( x + y) 5 - x 5 - y 5 Khi cho x = y = 0 hoặc x = -y th đa thức có giá tr bằng 0 . V vậy khi phân tích P thành nhân tử th ́ ́ ̣́ P có chứa các nhân tử là x , y , x + y , mà tích xy(x + y) là đa thức bậc 3 đối với tập hợp các biến x,y cho nên P có dạng là kxy(x + y)(x 2 + xy + y 2 ) cho x = y = 1 th 6k = 30 ́ ⇒ k = 5 Vậy ( x + y) 5 - x 5 - y 5 = 5xy(x + y)(x 2 + xy + y 2 ) Bài 6 ) Chứng minh rằng : Không thể phân tích đa thức x 3 - x + a thành tích của hai đa thức có bậc nhỏ hơn với hệ số nguyên ( a ∈ Z và a không chia hết cho 3 ) Giải Giả sử đa thức x 3 - x + a phân tích được thành tích của hai đa thức có bậc nhỏ hơn với hệ số nguyên , v x́ 3 - x + a là đa thức bậc 3 nên khi phân tích thành nhân tử se có dạng x 3 - x + a = (x + m)(x 2 + bx + c ) ( m , b , c ∈ Z ) = x 3 + ( b + m)x 2 + (c + mb)x + mc ⇔      = −=+ =+ amc mbc mb 1 0 từ b + m = 0 ⇒ m = -b và c +mb = -1 nên c = -mb-1 = b 2 –1 thay vào mc = a ta được b(b 2 - 1) = -a , mà b(b 2 - 1) =b(b-1)(b+1) là tích của 3 số nguyên liên tiếp mà vế trái chia hết cho 3 nên a  3 . Điều này là vô lý vi a không chia hết cho 3 Vậy Không thể phân tích đa thức x 3 - x + a thành tích của hai đa thức cvó bậc nhỏ hơn với hệ số nguyên ( a ∈ Z và a không chia hết cho 3 ) Cách 2 : V x́ 3 - x + a là đa thức bậc 3 có hệ số cao nhất là 1 cho nên khi phân tích thành nhân tử se phải có nhân tử có dạng x + m ( m ∈ Z) , theo hệ quả đnh lý Bơ Zu khi thay x = - m tḥ́ m 3 - m + a = 0 ⇒ a = - m(m - 1)(m + 1)  3 ⇒ a  3 . điều này vô lí vi a không chia hết cho 3 Vậy không thể phân tích x 3 - x + a thành tích của hai đa thức có bậc nhỏ hơn với hệ số nguyên trong đó a không chia hết cho 3 Bài 7 ) Tm số nguyên a sao cho (x - a)(x - 1999 ) + 3 được phân tích thành tích của hai đa thức bậc ́ nhất với hệ số nguyên . Theo bài ra ta có (x - a)(x - 1999 ) + 3 = (x - m)(x - n) , m ,n ∈ Z Thay x = m th (m - a)(m- 1999 ) + 3 = 0 ́ ⇒ (m - a)(m - 1999 ) = - 3 ⇒ m - a = 3 và m - 1999 = -1 ⇒ a = 1995 , cho nên (x - 1995)(x - 1999 ) + 3 = ( x - 1998)(x - 1996) hoặc m -a = -1 và m - 1999 = 3 ⇒ a = 2003 , cho nên (x - 2003)(x - 1999 ) + 3 = (x - 2000)(x - 2002) Vậy a = 1995 ; 2003 Bài 8 ) Phân tích ( x + y + z ) 5 - x 5 - y 5 - z 5 thành nhân tử Giải Đa thức trên sau khi khai triển và thu gọn ta được đa thức bậc 5 đối với tập hợp các biến , các biến x , y , z có vai trò như nhau trong đa thức . Nếu x = - y ; x = - z ; y = - z th đa thức ́ trên có bía tr bằng 0 do vậy đa thức chia hết cho tích (x + y)(x + z)(y + z) và thương của phép chiạ là đa thức bậc hai đối với tập hợp các biến . V vậy đa thức trên khi phân tích thành nhân tử có ́ dạng là ( x + y + z ) 5 - x 5 - y 5 - z 5 = (x + y)(x + z)(y + z)[ M(x 2 + y 2 + z 2 ) + N(xy + xz + yz)] cho x = 0 , y = z = 1 thi 2(2M + N ) = 30 ⇒ 2M + N = 15 (1) x = y = z= 1 thi 8(3M + 3N ) = 240 ⇒ M + N = 10 (2) Từ (1) và (2) ⇒ M = 5 , N = 5 Vậy ( x + y + z ) 5 - x 5 - y 5 - z 5 = 5(x + y)(x + z)(y + z)[ (x 2 + y 2 + z 2 ) + (xy + xz + yz)] Bài 9 ) Phân tich đa thức (b - c)(b + c) 4 + (c - a)(c + a) 4 + (a - b)(a + b) 4 thành nhân tử Lời giải sơ lược 5 Trnh bày tương tự như trên ta có ́ (b - c)(b + c) 4 + (c - a)(c + a) 4 + (a - b)(a + b) 4 = (b - c)(a - b)(c - a)[M(a 2 + b 2 + c 2 ) + N(ab + bc + ca)] cho a = 0 , b = 2 , c = 1 ⇒ 5M + 2N = -25 a = -1 , b = 2 , c = 1 ⇒ 6M - N = -13 ⇒ M = -3 , N = - 5 Vậy (b - c)(b + c) 4 + (c - a)(c + a) 4 + (a - b)(a + b) 4 = - (b - c)(a - b)(c - a)[3 (a 2 + b 2 + c 2 ) + 5(ab + bc + ca)] Loại rút gọn biểu thức Bài 1 ) Rút gọn biểu thức sau với a, b,c đôi một khác nhau (x + b)(x + c) ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )( )a b a c x c x a b c b a x a x b c a c b− − + + + − − + + + − − Giải Biểu thức trên sau khi rút gọn là đa thức bậc hai đối với biến x . Do vậy sau khi biến đổi có dạng mx 2 + nx + p cho x = -a ta được ma 2 - na + p = 1 (1) x = -b ta được mb 2 - nb + p = 1 (2) x = -c ta được mc 2 - nc + p = 1 (3) Lấy (1) - (2) ⇒ m(a + b) - n = 0 (4) va a ≠ b (1) -(3) ⇒ m(a + c) - n = 0 (5) va a ≠ c (4) - (5)⇒ m( b - c) = 0 ⇒ m = 0 va b ≠ c Từ đó n = 0 , p = 1 Vậy (x + b)(x + c) ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )( )a b a c x c x a b c b a x a x b c a c b− − + + + − − + + + − − = 1 Bài 2 ) Rút gọn biểu thức sau với a, b,c đôi một khác nhau a x a a b a c b x b b c b a c x c c a c b( )( )( ) ( )( )( ) ( )( )( )− − − + − − − + − − − Biểu thức sau khi biến đổi có dạng 1 (x - a)(x - b)(x - c) a x b x c a b a c b x a x c b a b c c x a x b c a c b ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )( ) − − − − + − − − − + − − − −       Biểu thức trong ngoặc sau khi biến đổi có dạng mx 2 + nx + p cho x = a ⇒ ma 2 + na + p = a (1) x = b ⇒ mb 2 + nb + p = b (2) x = c ⇒ mc 2 + nc + p = c (3) Lấy (1) - (2) ⇒ (a - b)[(a + b)m + n ] = a - b ⇒ (a + b).m + n = 1 (4) (1) - (3) ⇒ (a - c )[(a + c).m + n ] = a - c ⇒ (a +c ).m + n = 1 (5) (4) - (5) ⇒ m(b - c) = 0 ⇒ m = 0 , n = 1 và p = 0 Vậy a x a a b a c b x b b c b a c x c c a c b( )( )( ) ( )( )( ) ( )( )( )− − − + − − − + − − − = x x a x b x c( )( )( )− − − Bài 3) Rút gọn biểu thức với a , b , c đôi một khác nhau 3 3 3 a b c a b a c b a b c c b c a( )( ) ( )( ) ( )( )− − + − − + − − Giải : Biểu thức sau khi quy đồng có dạng 6 3 3 3 a b c b c c a a b a b c a b c ( ) ( ) ( ) ( )( )( ) − + − + − − − − Đặt P = a 3 (b - c) + b 3 (c - a) + c 3 (a - b) Đa thức P trên sau khi khai triển và thu gọn ta được đa thức bậc 4 đối với tập hợp các biến , các biến a ,b ,c có vai trò như nhau trong đa thức . Với c = b ; a = c ; a= b th P = 0 , V vậy ́ ́ khi phân tích P thành nhân tử th đa thứ P chứa các nhân tử a - b , c - a , b - c , ́ mà tích (a - b)(c - a)(b - c) là đa thức bậc 3 đối với tập hợp các biến a,b,c , nên nhân tử còn lại là đa thức bậc nhất đối với các biến . V vậy ́ đa thức P = k(a -b)(c - a)(b - c)(a + b +c ) Cho a = 0 , b = 1 , c = 2  k = 1 ; nên P = (a -b)(c - a)(b - c)(a + b +c ) Vậy 3 3 3 a b c a b a c b a b c c b c a( )( ) ( )( ) ( )( )− − + − − + − − = a + b + c Bài 5 ) Tm các chư số x , y ,z để có đẳng thức ́ ơ xxx xx yyy y zzz zz − = 2 đúng với mọi n ∈ N Giải Đặt P n = 111 11 = n 10 1 9 − Từ điều kiện của bài ta có x.111 11 - y.1111 11 = z 2 .111 11 2 ⇒ x(P n .10 n + P n ) - y.P n = z 2 .P n 2 với mọi P n mà 10 n = 9P n + 1 ⇒ x[ P n .(9P n + 1) + P n ] - y.P n = z 2 . P 2 n x.9P 2 n + 2x.P n - y.P n = z 2 . P 2 n x.9P n + 2x - y - z 2 . P n = 0 với mọi P n ⇒ (9x - z 2 )P n + (2x - y) = 0 với mọi P n ⇒ 9x - z 2 = 0 ⇒ 9x = z 2 ⇒ x là số chính phương 2x - y = 0 ⇒ y = 2x ⇒ x < 5 do vậy suy ra x = 1 ; 4 Nếu x = 1 thi y = 2 và z = 3 Nếu x = 4 thi y = 8 và x = 6 Bài 6) Cho đa thức f(x) = x 2 +a x + b thỏa man  f(x)  ≤ 1/2 với mọi  x  ≤ 1 Chứng minh : f(x) = x 2 - 1/2 Giải Cho x = 0 ; 1 ; -1 , ta có b  ≤ 1/2 (1)  1 + a + b  ≤ 1/2 (2)  1-a+b  ≤ 1/2 (3) Từ (1) ⇒ -1/2 ≤ b ≤ 1/2 ⇒ 1 + b > 1/2 (4) Thay (4) vào (3) và (2) ta được 1/2 >  1- a + b  >  1/2 - a  ⇒ a ≥ 0 1/2 >  1 + a + b  >  1/2 + a  ⇒ a ≤ 0 do đó a = 0 Thay a = 0 vào (2)  1 + b  ≤ 1/2 ⇒ 1 + b ≤ 1/2 (5) vi 1 + b > 0 từ (4) và (5) ta có 1 + b = ½ ⇒ b = -1/2 Vậy f(x) = x 2 - 1/2 Bài 7 ) Xác đnh đa thức bậc 3 f(x) = a x̣ 3 + bx 2 + cx + d thỏa man f(x) - f(x - 1) = x 2 Áp dụng : Tính 1 2 + 2 2 + 3 2 + + 1998 2 Giải Ta có f(x - 1) = a(x - 1) 3 + b(x - 1) 2 + c(x - 1) + d ⇒ f(x) - f(x - 1) = 3a x 2 + (2b - 3a)x + a - b + c mà f(x) - f(x - 1) = x 2 Cho nên 3a x 2 + (2b - 3a)x + a - b + c = x 2 ⇒ 3a = 1 , 2b - 3a = 0 , a + b + c = 0 ⇒ a = 1/3 ; b = 1/2 ; c = 1/6 Vậy f(x) = 1/3x 3 + 1/2x 2 + 1/6 x + d ( d ∈ R ) Áp dụng : 1 2 + 2 2 + 3 2 + + 1998 2 = f(1) - f(0) + f(2) - f(1) + f(3) - f(2) + + f(1998) - f(1997) = f(1998) - f(0) = 1/3 .1998 3 + 1/2 .1998 2 + 1/6 .1998 = ( 1998 . 1999 . 3997)/6 7 IV ) MỘT SỐ BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1 ) Xác đnh f(x) biết f(x - 1) = x̣ 3 - 5x 2 + 7x + 2 Bài 2 ) a - Tm đa thức bậc 2 f(x) biết f(x) - f(x - 1) = x́ b - Tm đa thức bậc 3 f(x) biết f(x) - f(x - 1) = x(x + 1)́ Áp dụng tính tổng 1.2 + 2.3 + 3.4 + + 1998 . 1999 Bài 3 ) Tm các số thực m , n , p , q sao cho ́ x 4 + 1 = (x 2 + px + q)(x 2 + mx + n ) Bài 4) Xác đnh a và b sao cho ̣ a) 6x 4 - 7x 3 + a x 2 + 3x + 2 chia hết cho x 2 - x + b b) a x 4 + bx + 1 chia hết cho (x - 1) 2 Bài 5) Giả sử n > 3 , xác đnh a để cho x̣ n - a x n - 1 + a x - 1 chia hết cho (x - 1 ) 2 Bài 6) Xác đnh a , b , c sao cho f(x) = 2x̣ 4 + a x 2 + bx + c chia hết cho ( x - 2) , khi chia cho (x 2 - 1) thi dư 3x + 2 Bài 7) Bằng phương pháp hệ số bất đinh hay phân tích các đa thức sau thành nhân tử a) 3x 3 - 5x + 2 b) x 3 - 19x - 30 c) 2x 2 - 21xy - 11y 2 - x + 34y - 3 Bài 8) Không làm tính nhân hay viết đa thức sau dưới dạng chính tắc (x - 1)(x - 2)(x + 3) + 5x + 4 Bài 9) Xác đnh a , b sao cho x̣ 3 + a x 2 - 3x + b chia cho x - 2 dư 5 , chia cho x + 1 dư -4 Bài 10) Biết f(x) = 3x 3 + 7x 2 - 15x + 3 chia cho x - 1 dư 4 , chia cho x + 2 dư 5 . Không làm tính chia hay xác đnh số dư trong phép chia của f(x) cho tích (x - 1)(x + 2)̣ Bài 11) Phân tích thành nhân tử a) a(b 2 - c 2 ) + b(c 2 - a 2 ) + c(a 2 - b 2 ) b) a 3 (b 2 - c 2 ) + b 3 (c 2 - a 2 ) + c 3 (a 2 - b 2 ) c) 8x 3 (y + z) - y 3 (z + 2x) - z 3 (2x - y) d) x 3 (z - y 2 ) + y 3 ( x - z 2 ) + z 3 (y - x 2 ) + xyz(xyz - 1) e) (x + y) 7 - x 7 - y 7 Bài 12) a) Tim số nguyên a để có (x - a)(x - 1992 ) + 1 = (x + b)(x + c) với mọi x và b ,c ́ ∈ Z b) Tim k ́ ∈ Z sao cho ( x - k)(x - 10) + 5 có thể phân tích thành tích hai đa thức bậc nhất với hệ số nguyên Bài 13) Chứng minh rằng không tồn tại đa thức f(x) với hệ số nguyên có thể có đồng thời các giá tṛ f(7) = 5 và f(15) = 9 Bài 14) Cho đa thức f(x) = x 3 + a x 2 + bx + c thỏa man  f(x)  ≤ 1/4 với mọi  x  ≤ 1 Chứng minh f(x) = x 3 - 3/4x Bài 15) Tim số tự nhiên a , b sao cho 2 aaa aabbb b (ccc ccc 1)= + ( n chu a ; n chu b ; n chu c) vói mọi n là số tự nhiên Bài 16) Rút gọn các biểu thức sau : với a , b , c đôi một khác nhau a x b x c a b a c b x c x a b c b a c x a x b c a c b x b x c a b a c x c x a b a b c x a x b c a c b x a a b a c x b b a b c x c c a c b b c x b x c a b c a b c ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )( )( ) ( )( )( ) ( )( )( ) ( )( )( + + − − + + + − − + + + − − − − − − + − − − − + − − − − + − − + + − − + + − − + − − 2 2 2 2 2 2 ) ( )( ) ( )( )( ) ( )( ) ( )( )( ) ( )( )a b a c c a x c x a b a b c a b x a x b c a c b− − + + − − − − + + − − − − Bài 17) Xác đnh a , b để ̣ 8 2 3 2 2 3 2 2 5 3 2 2 7 7 8 4 1 1 2 5 1 x x x x x x x x a x b x x a x b + − − = − + − + − + − = − + + + ( ) ( ) ( ) 9 . bồi dương giáo viên PHƯƠNG PHÁP HỆ SỐ BẤT ĐNH ̣ Phương pháp giải toán dựa trên cơ sở tính toán và biến đổi hệ số của đa thức người ta gọi là phương pháp hệ số bất đnh. Phương pháp này được sử. thức .Nhưng do trnh độ có hạn nên tôi xin trnh bày một số ́ hiểu biết của mnh về việc vận dụng phương pháp hệ số bất đnh để giải một số dạng toán thông ́ ̣ thường . Vậy tôi rất mong sự đóng. bậc nhỏ hơn với hệ số nguyên trong đó a không chia hết cho 3 Bài 7 ) Tm số nguyên a sao cho (x - a)(x - 1999 ) + 3 được phân tích thành tích của hai đa thức bậc ́ nhất với hệ số nguyên . Theo