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108學年鷺江國中第3次段考數學 第14題 詳解

代數式為質數求值 · 填充 · 題目出處:108 學年度第 1 學期第 3 次定期評量 數學科(新北市立鷺江國民中學)

題目
已知xx是正整數,且3x28x163x^2-8x-16為一個質數,則此質數為⑩。

答案1919看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    先把式子因式分解

    3x28x163x^2-8x-16 用十字交乘:二次項係數 3=3×13=3\times1,常數 16-16444-4。取 (3x+4)(x4)(3x+4)(x-4),乘開得 3x212x+4x16=3x28x163x^2-12x+4x-16=3x^2-8x-16,完全吻合。所以 3x28x16=(3x+4)(x4)3x^2-8x-16=(3x+4)(x-4)
  2. 2

    用質數的定義卡住它

    質數是大於 11 的正整數,而且只有 11 和它自己兩個正因數。現在這個數被寫成兩個整數 (3x+4)(3x+4)(x4)(x-4) 的乘積,現在要它是質數,所以得先看這兩個因式各自能是什麼。
  3. 3

    哪個因式能等於 11

    xx 是正整數,所以 x1x\geq1,於是 3x+43×1+4=73x+4\geq3\times1+4=7——這個因式一定是大於 11 的正數。既然乘積要是質數(質數是正的),另一個因式 x4x-4 也非正不可:若 x4<0x-4<0 乘積會是負數、若 x4=0x-4=0 乘積會是 00,都不可能是質數。所以 x4x-4 是正整數。又若 x4>1x-4>1,兩個因數就都大於 11,乘積是合數不是質數;因此只能 x4=1x-4=1,解得 x=5x=5
  4. 4

    回代並確認是質數

    x=5x=5 時,3x+4=3×5+4=193x+4=3\times5+4=19x4=54=1x-4=5-4=1,乘積為 19×1=1919\times1=191919 只能被 111919 整除,確實是質數。所以第 ⑩ 格填 1919
答案
1919

關鍵觀念:#因式分解 #質數判別

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常見卡點
很多人看到「為質數」就開始把 xx11 一個一個代:x=1x=121-21x=2x=220-20x=4x=400,一路都不是質數,代到失去耐心就放棄,或把負數誤當成質數。正確做法是先因式分解,把問題轉成「兩個整數相乘是質數」,再用質數只有兩個正因數的性質,逼出較小的因式必須等於 11。同時記得檢查另一個因式能不能是 11

還是卡住嗎?

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