初中数学竞赛:一元二次方程求参数高难度题(三种方法)
设p为质数,且关于x的方程x²+px-1170p=0的一个根为正整数,求p的值;
题目如上,很简洁,那么相对的,难度也会很不简单。
首先根据十字相乘法,将-1170p拆分因数,
可得-、3、3、10、13、p,
那么要求组合而成的两个因数之和还必须=p,
那么我们可以看到除了10和p之外,其他三个数的个位都是3,
首先可以排除1170×p这种形式,
那么就可以确定不含p的一个因数的个位必定为3、9或7,
同时p肯定要比1170小,
所以我们可以分情况来讨论,先将负号放在一边,那么:
①若其中一个因数为3×3=9,那么另一个则为130p,明显不行;
②若其中一个因数为3×13=39,那么另一个则为30p,由于p至少得是2,所以无论p取哪个质数,39和30p的差值都不会是p,也不行;
③若其中一个因数为3×10=30,那么另一个则为39p,同②也不行;
④若其中一个因数为3×3×10=90,那么另一个则为13p,则需要p乘以13后个位数与p相同,那么p的个位数只能是5,而个位是5的质数只有5,当p=5时,也不行;
⑤若其中一个因数为3×3×13=117时,那么另一个为10p,这个更没有合适的p;
⑥若其中一个因数位10×13=130时,那么另一个为9p,当p=13时,9p=117,130与117的差值刚好为13=p,所以这个合适;
所以最终就能得到p=13;
这是一个一个情况罗列出来求解,那么能不能不这么麻烦呢?
我们重新看一下1170拆分出来的3、3、10、13、p这五个因数,想要组成的两个因数差值等于p,那么也就是说不含p的那个因数里面含有p-1或者p+1这个因数,而其他部分的因数组成完全相同,那么这样一来,我们就可以将这四个已知的因数先分一下组,
有两个因数3,那么假设这两个3分别在两个因数中,那么剩余的10、13、p这三个因数怎么也不可能凑出来差值等于p,为什么呢?因为有三个因数,怎么分呢?
所以,剩余三个因数肯定是没法分的,那么也就是说两个3要在同一组当中,
那么我们可以将两个3看做一个因数9,
现在就变成了四个因数9、10、13、p,
需要其中有两个因数相同,那么p肯定是9、10、13中的其中一个,
那么别忘了,不相同的两个因数差值必须是1,才能凑出p这个差值,
那么我们就可以先选出差值是1的两个因数9和10,
也就是说,p就只能和剩下的那个13相等了,
将p=13放进去,验证一个因数为130,另一个因数为117,
130-117=13=p成立,
所以p=13符合;
老师用的方法和答案上提供的不同,题后答案如下:
x²=p(1170-p),因为p是质数,所以x中肯定含有p这个因数,
所以设x=np,
那么(np)²=p(1170-p),
所以n²p=1170-p,
变形为n(n+1)p=9×10×13
那么p=13;
这个方法确实要简单些,不过却不容易想到将x替换为np,
一般来说,谁能想到这个?
老师提供的第二种方法也包含了部分这个方法中的一些设想,只不过路线不同罢了,所以同一道题方法有很多,有些只是我们还未发现而已,并不代表不存在。
三种方法都有了,这道题也就game over了。