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112學年鷺江國中第1次段考數學 第22題 詳解

多項式乘積係數密碼解謎 · 非選 · 題目出處:112 學年度第 1 學期第 1 次定期評量 數學科(新北市立鷺江國民中學)

題目
復仇者聯盟裡的幻視自從與緋紅女巫相遇後就深深的為她著迷,思思念念的就是想要跟她告白,但是他又不想很唐突、露骨的表白,怕嚇跑緋紅女巫,因此幻視寫了一封信給緋紅女巫,如下圖。
請你幫幫緋紅女巫解謎,幻視究竟想跟緋紅女巫說什麼?

妳好,那天在神盾局,驚見妳陽光般的笑容令我至今難忘,因而鼓起勇氣寫了這封信給妳,我想對妳說的話就藏在這四位數 aa bb cc dd 中。
將這四位數 aa bb cc dd 設定成 (ax+b)(cx+d)(ax+b)(cx+d) 的多項式,展開後依降冪排列。然後將各項係數依序排列成一個多位數的密碼。例如:四位數 11 33 55 44,也就是 a=1a=1b=3b=3c=5c=5d=4d=4,則 (ax+b)(cx+d)=(x+3)(5x+4)=5x2+19x+12(ax+b)(cx+d)=(x+3)(5x+4)=5x^2+19x+12,可從係數排列出密碼為51912。
我想對妳說的話就藏在這四位數 aa bb cc dd 中。密碼是188,而且 a=9a=9d=0d=0

**請寫出四位數 aa bb cc dd **

答案94209420(就是愛你)看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    先看懂密碼的規則

    (ax+b)(cx+d)(ax+b)(cx+d) 乘開:acx2+(ad+bc)x+bdacx^2+(ad+bc)x+bd。密碼就是把降冪排列後各項的係數依序連寫。拿題目的例子驗證:a=1a=1b=3b=3c=5c=5d=4d=4(x+3)(5x+4)=5x2+19x+12(x+3)(5x+4)=5x^2+19x+12,係數依序是 5519191212,連起來正是 5191251912,規則確認無誤。
  2. 2

    代入已知的 a 與 d

    題目給 a=9a=9d=0d=0。代進去:(9x+b)(cx+0)=9cx2+(9×0+bc)x+b×0=9cx2+bcx(9x+b)(cx+0)=9c\cdot x^2+(9\times0+bc)x+b\times0=9cx^2+bcx。常數項 bd=0bd=0 整個消失,降冪排列後只剩下兩項,所以密碼只由兩個係數連成。如果硬把常數項 00 也算一段,密碼就一定以 00 結尾,可是題目給的是 188188,所以降冪排列後真的只有兩項。
  3. 3

    把密碼 188 拆成兩段

    兩段係數依序是 9c9cbcbc,連起來要等於 188188。先看第一段 9c9c,它一定是 99 的倍數:若只取一位 119c=19c=1 沒有整數解;取兩位 1818,則 9c=189c=18,得 c=2c=2,可行。所以只有「181888」這一種拆法。
  4. 4

    求出 b

    第一段用掉 1818 之後,第二段就是 88,也就是 bc=8bc=8。把 c=2c=2 代入:2b=82b=8,得 b=4b=4
  5. 5

    代回去驗算

    a=9a=9b=4b=4c=2c=2d=0d=0,則 (9x+4)(2x+0)=18x2+8x(9x+4)(2x+0)=18x^2+8x,係數依序是 181888,連起來正好是 188188,完全吻合。所以這個四位數是 94209420
  6. 6

    計算過程要留在卷面

    這是計算題,需寫出計算過程否則不予計分。卷面上至少要出現四段:一、代入 a=9a=9d=0d=0 展開成 9cx2+bcx9cx^2+bcx;二、說明常數項為 00、密碼只有兩段;三、由 9c=189c=18 解出 c=2c=2,再由 bc=8bc=8 解出 b=4b=4;四、代回驗算得 18x2+8x18x^2+8x 對應 188188。最後寫出四位數 94209420,只寫一個數字是拿不到分的。
答案
94209420(就是愛你)

關鍵觀念:#多項式乘法 #係數 #應用問題

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常見卡點
最大的關卡是 d=0d=0 讓常數項 bdbd 變成 00,降冪排列後只剩兩項,密碼因此只由兩個係數組成;若硬要拆成三段,怎麼湊都湊不出 188188。第二個關卡是拆位置:第一段 9c9c 一定是 99 的倍數,只有取 1818 才配得起來。最後別忘了按 aabbccdd 的原順序寫成 94209420,順序寫顛倒成 92409240 就白算了。

還是卡住嗎?

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