代数是 AMC 10 中的主干和核心部分。同时代数也是中学数学的核心思想转变,用抽象符号关系代替具体的数值计算。
其实我们已经在课内学习了很多这一部分的公式定理。今天我们来总结一下其中那些可以帮助我们解决 AMC 10 代数问题的定理。
1. 韦达定理 (Vieta's Formula)
2. 算数平均-几何平均不等式 (Arithmetic Mean-Geometric Mean Inequality)
3. 二项式定理 (Binomial Theorem)
4. 合分比定理 (Partition Ratio Theorem)
5. 余数定理(Polynomial Remainder Theorem)
1、韦达定理 (Vieta's Formula)
学习过一元二次方程的同学一定都听说过这个定理,可以得出两个根之间和的关系,积的关系。
事实上不仅仅是二次方程,韦达定理还可以拓展到更高阶次,描述一元 n 次多项式根的关系。着实是一个应用面非常广的定理。
遇到多项式的问题,同时已知根的关系,不妨想想可不可以用韦达定理来求解。对于高次方程,韦达定理真的是一个解题的捷径。
AMC10A 2019 Q24 (答案见最后)
2、算数平均-几何平均不等式 (Arithmetic Mean-Geometric Mean Inequality)
这个不等式是对课内所学平方和不等式的一个拓展。同时这个不等式还可以和算数平均,几何平均这两个统计学概念一起进行记忆。
AMC 10 的题目一题多解是很普遍的,有时候从一个不同的方向去理解题目,也许是事半功倍。比如下面这道理,利用不等式的概念可以实现快速解题。你发现了么?
AMC10B 2016 Q16 (答案见最后)
3、二项式定理 (Binomial Theorem)
由二次多项式拓展出的结论真的很丰富。掌握了二项式定理,从此再也不怕二项式展开了。
不仅如此,结合杨辉三角,这个定理的结论记得更牢。这里我再附上一个杨辉三角(Pascal triangle)。刚刚接触二项式定理的同学们,有没有发现这个三角形中隐藏的奥秘呢?
来看看下面这道 11 年 AMC 10 的倒数第三题是如何用二项式定理一步道破天机的吧。
AMC10B 2011 Q23 (答案见最后)
4、合分比定理 (Partition Ratio Theorem)
这个定理的形式有很多种,这里我给出了主要的几个等式以及一个不等式的推论。
无论是在代数,还是几何问题中,根据已知比例求比例的问题,都可以尝试用合分比定理作为解题的核心思路。
AMC10A 2018 Q14 (答案见最后)
5、余数定理(Polynomial Remainder Theorem)
我们总说魔鬼藏在细节中,一个中学阶段看似普通的定理,其结论和延伸出的因式定理在处理多项式的问题时,有时有着意想不到的功效。
AMC10A 2017 Q24 (答案见最后)
详细过程及答案