题目
求三次多项式f(x)=a0+a1x+a2x^2 +a3x^3,使得 f (-1)=0,f(1)=4,f(2)=3,f(3)=16。
求三次多项式
,使得 f (-1)=0,f(1)=4,f(2)=3,f(3)=16。
题目解答
答案
根据题干条件,求三次多项式
,
f (-1)=0, f (1)=4, f (2)=3, f (3)=16.
所以我们可以得到
;
;
;
.
这是关于四个未知数的
的一个线性方程组,
由于
故得
.
于是所求的多项式为
.
解析
考查要点:本题主要考查三次多项式的系数求解,需要根据给定的四个点的函数值建立线性方程组,并通过克拉默法则或消元法求解未知系数。
解题核心思路:
- 建立方程组:将四个已知点代入三次多项式表达式,得到四个关于$a_0, a_1, a_2, a_3$的线性方程。
- 解线性方程组:利用行列式(克拉默法则)或消元法求解未知数。
- 验证结果:将求得的系数代入原多项式,验证是否满足所有给定条件。
破题关键点:
- 正确代入点的坐标,注意符号(如$x=-1$时各项的符号)。
- 高效解方程组:题目已给出行列式值,直接应用克拉默法则可快速求解。
步骤1:建立方程组
将四个条件代入三次多项式$f(x)=a_0 + a_1x + a_2x^2 + a_3x^3$,得到:
- $f(-1)=0$:
$a_0 - a_1 + a_2 - a_3 = 0$ - $f(1)=4$:
$a_0 + a_1 + a_2 + a_3 = 4$ - $f(2)=3$:
$a_0 + 2a_1 + 4a_2 + 8a_3 = 3$ - $f(3)=16$:
$a_0 + 3a_1 + 9a_2 + 27a_3 = 16$
步骤2:应用克拉默法则
题目已给出系数矩阵的行列式$D=48$,以及各自由变量替换后的行列式$D_0=336$,$D_1=0$,$D_2=-240$,$D_3=96$。根据克拉默法则:
- $a_0 = \frac{D_0}{D} = \frac{336}{48} = 7$
- $a_1 = \frac{D_1}{D} = \frac{0}{48} = 0$
- $a_2 = \frac{D_2}{D} = \frac{-240}{48} = -5$
- $a_3 = \frac{D_3}{D} = \frac{96}{48} = 2$
步骤3:验证结果
将$a_0=7$,$a_1=0$,$a_2=-5$,$a_3=2$代入原多项式,验证所有条件均成立(如$f(-1)=0$,$f(1)=4$等),结果正确。