雷添淇

原題:(第七屆全國中小學(xué)數(shù)學(xué)創(chuàng)新應(yīng)用大賽八年級(jí)復(fù)賽試題第13題)已知[a2+1a2=322],則[a4+1a6]的值為 .
分析:已知兩式都可看作關(guān)于[a2]的代數(shù)式. 令[a2=x],已知兩式分別可化為[x+1x=322 (x>0)],[x2+1x3]. 將[x+1x=322]去分母得[x2-322x+1=0],如何求解這個(gè)一元二次方程呢?此時(shí)聯(lián)想對(duì)稱多項(xiàng)式(即在一個(gè)含有若干元的多項(xiàng)式中,任意交換兩元位置,多項(xiàng)式不變,如[1x+1y+1z],[x2+y2]). [x+1x]是對(duì)稱結(jié)構(gòu),但[x2+1x3]不是對(duì)稱結(jié)構(gòu),因此可構(gòu)造對(duì)稱結(jié)構(gòu)求解.
策略:構(gòu)造對(duì)稱式解決代數(shù)求值問題
解:令[a2=x],則[x+1x=322 (x>0)].設(shè)[s=x2+1x3],[t=1x2+x3],
∴[s+t=x2+1x3+1x2+x3=x3+1x3+x2+1x2=x+1x3-3x+1x+x+1x2-2=52+924],
[s-t=x2+1x3-1x2-x3=x2-1x2-x3-1x3=x+1xx-1x-x-1x3+3x-1x].
∵[x+1x=322],∴[x-1x=±x+1x2-4=±22].
∴[s-t=32-724]或[-32+724].
∵[s=(s+t)+(s-t)2],∴[s=2+24] 或[12+22]. ∴[a4+1a6=2+24或12+22].
故應(yīng)填[2+24或12+22].
(全國中小學(xué)數(shù)學(xué)創(chuàng)新應(yīng)用大賽組委會(huì)供稿)
初中生學(xué)習(xí)指導(dǎo)·提升版2021年7期