因式分解 64−(x+1)364 - (x + 1)^3。 由此,解方程 64−(x+1)3=15(3−x)64 - (x + 1)^3 = 15(3 - x),非整数根用根式形式表示。

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完整解法

2(a)

1. Apply the difference of cubes identity $a^3 - b^3 = (a - b)(a^2 + ab + b^2)$

64−(x+1)3=43−(x+1)364 - (x + 1)^3 = 4^3 - (x + 1)^3
=[4−(x+1)][42+4(x+1)+(x+1)2]= [4 - (x + 1)][4^2 + 4(x + 1) + (x + 1)^2]

2. Simplify the expressions inside the brackets

=(4−x−1)[16+4x+4+(x2+2x+1)]= (4 - x - 1)[16 + 4x + 4 + (x^2 + 2x + 1)]
=(3−x)(x2+6x+21)= (3 - x)(x^2 + 6x + 21)

答案

(3−x)(x2+6x+21)(3 - x)(x^2 + 6x + 21)

2(b)

1. Substitute the factorised form from part (a) into the equation

From part (a), 64−(x+1)3=(3−x)(x2+6x+21)64 - (x + 1)^3 = (3 - x)(x^2 + 6x + 21).
Substitute this into the equation:
(3−x)(x2+6x+21)=15(3−x)(3 - x)(x^2 + 6x + 21) = 15(3 - x)

2. Rearrange and factorise the equation

(3−x)(x2+6x+21)−15(3−x)=0(3 - x)(x^2 + 6x + 21) - 15(3 - x) = 0
(3−x)(x2+6x+21−15)=0(3 - x)(x^2 + 6x + 21 - 15) = 0
(3−x)(x2+6x+6)=0(3 - x)(x^2 + 6x + 6) = 0

3. Solve for the integer root

3−x=0  ⟹  x=33 - x = 0 \implies x = 3

4. Solve the quadratic factor using the quadratic formula

x2+6x+6=0x^2 + 6x + 6 = 0
x=−6±62−4(1)(6)2(1)x = \frac{-6 \pm \sqrt{6^2 - 4(1)(6)}}{2(1)}
x=−6±36−242x = \frac{-6 \pm \sqrt{36 - 24}}{2}
x=−6±122x = \frac{-6 \pm \sqrt{12}}{2}
x=−6±232x = \frac{-6 \pm 2\sqrt{3}}{2}
x=−3±3x = -3 \pm \sqrt{3}

答案

x=3,x=−3±3x = 3, x = -3 \pm \sqrt{3}

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