函数 ff 定义为 f(x)=3x3−5cx2+kc2x+4c3f(x) = 3x^3 - 5cx^2 + kc^2x + 4c^3,其中 cc 和 kk 是非零常数。当 f(x)f(x) 除以 x+2cx + 2c 时,余数为 −32c3-32c^3。

  1. (a)

    求 kk 的值。

  2. (b)

    利用 kk 的值,确定 x2−cx−2c2x^2 - cx - 2c^2 是否是 f(x)f(x) 的因式。请说明理由。

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完整解法

6(a)

1. Apply the Remainder Theorem by substituting $x = -2c$ into $f(x)$.

By the Remainder Theorem, f(−2c)=−32c3f(-2c) = -32c^3.
3(−2c)3−5c(−2c)2+kc2(−2c)+4c3=−32c33(-2c)^3 - 5c(-2c)^2 + kc^2(-2c) + 4c^3 = -32c^3

2. Simplify the equation and solve for $k$.

3(−8c3)−5c(4c2)−2kc3+4c3=−32c33(-8c^3) - 5c(4c^2) - 2kc^3 + 4c^3 = -32c^3
−24c3−20c3−2kc3+4c3=−32c3-24c^3 - 20c^3 - 2kc^3 + 4c^3 = -32c^3
−40c3−2kc3=−32c3-40c^3 - 2kc^3 = -32c^3
−2kc3=8c3-2kc^3 = 8c^3
Since c≠0c \neq 0, we can divide by c3c^3:
−2k=8-2k = 8
k=−4k = -4

答案

k=2k = 2

6(b)

1. Find the value of $k$ from part (a)

From part (a), f(−2c)=−32c3f(-2c) = -32c^3.
3(−2c)3−5c(−2c)2+kc2(−2c)+4c3=−32c33(-2c)^3 - 5c(-2c)^2 + kc^2(-2c) + 4c^3 = -32c^3
−24c3−20c3−2kc3+4c3=−32c3-24c^3 - 20c^3 - 2kc^3 + 4c^3 = -32c^3
−40c3−2kc3=−32c3-40c^3 - 2kc^3 = -32c^3
−2k=8  ⟹  k=−4-2k = 8 \implies k = -4
So f(x)=3x3−5cx2−4c2x+4c3f(x) = 3x^3 - 5cx^2 - 4c^2x + 4c^3.

2. Factorise the given quadratic expression

x2−cx−2c2=(x−2c)(x+c)x^2 - cx - 2c^2 = (x - 2c)(x + c)

3. Apply the Factor Theorem to check if $(x - 2c)$ and $(x + c)$ are factors

f(2c)=3(2c)3−5c(2c)2−4c2(2c)+4c3f(2c) = 3(2c)^3 - 5c(2c)^2 - 4c^2(2c) + 4c^3
=24c3−20c3−8c3+4c3=0= 24c^3 - 20c^3 - 8c^3 + 4c^3 = 0

f(−c)=3(−c)3−5c(−c)2−4c2(−c)+4c3f(-c) = 3(-c)^3 - 5c(-c)^2 - 4c^2(-c) + 4c^3
=−3c3−5c3+4c3+4c3=0= -3c^3 - 5c^3 + 4c^3 + 4c^3 = 0

4. Conclude based on the Factor Theorem

Since f(2c)=0f(2c) = 0 and f(−c)=0f(-c) = 0, both (x−2c)(x - 2c) and (x+c)(x + c) are factors of f(x)f(x).
Therefore, their product x2−cx−2c2x^2 - cx - 2c^2 is a factor of f(x)f(x).

答案

Yes, x2−cx−2c2x^2 - cx - 2c^2 is a factor of f(x)f(x).

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