descartesclytie0x/descartes-math-platform

22.5 แบบฝึกหัด

ทำในกระดาษก่อน แล้วค่อยใส่คำตอบให้เว็บตรวจ ตอบผิดได้ไม่จำกัดครั้ง ติดจริงๆ ค่อยเปิดคำใบ้ทีละขั้น และเปิดวิธีทำหลังทำเสร็จแล้วเท่านั้น

ข้อ 1 แยกได้ครบหรือยัง

ระดับง่าย

ข้อใดเป็นการแยกตัวประกอบของ 2x3−8x2x^3 - 8x ได้ครบแล้ว

คำตอบ

คำใบ้ขั้นที่ 1

ดึงตัวร่วมให้ครบก่อน แล้วดูว่าวงเล็บที่เหลือแยกต่อได้ไหม

ดูวิธีทำ

ดึงตัวร่วม 2x2x ออกได้ 2x(x2−4)2x(x^2 - 4) แล้ว x2−4x^2 - 4 เป็นผลต่างของกำลังสอง แยกต่อได้ (x+2)(x−2)(x + 2)(x - 2) คำตอบที่ครบจึงเป็น 2x(x+2)(x−2)2x(x + 2)(x - 2)

ตัวเลือก 2x(x2−4)2x(x^2 - 4) กับ (2x2+4x)(x−2)(2x^2 + 4x)(x - 2) คูณกลับแล้วได้โจทย์ แต่ยังมีวงเล็บที่แยกต่อได้

ข้อ 2 กำลังสองสมบูรณ์ที่ซ่อนอยู่

ระดับง่าย

แยกตัวประกอบของ x4+10x2+25x^4 + 10x^2 + 25

พิมพ์ยกกำลังด้วยปุ่ม ^ ถ้าใช้มือถือ แตะที่ช่องแล้วใช้แป้นพิมพ์คณิตศาสตร์ที่ขึ้นมา

คำใบ้ขั้นที่ 1

ให้ A=x2A = x^2 จะได้ A2+10A+25A^2 + 10A + 25

คำใบ้ขั้นที่ 2

A2+10A+25A^2 + 10A + 25 เป็นกำลังสองสมบูรณ์ เพราะ 25=5225 = 5^2 และ 10A=2(A)(5)10A = 2(A)(5)

ดูวิธีทำ
  1. ให้ A=x2A = x^2 ได้ A2+10A+25A^2 + 10A + 25
  2. 25=5225 = 5^2 และ 10A=2(A)(5)10A = 2(A)(5) จึงได้ (A+5)2(A + 5)^2
  3. แทนกลับได้ (x2+5)2(x^2 + 5)^2 และ x2+5x^2 + 5 เป็นผลบวก แยกต่อไม่ได้

ข้อ 3 ผลต่างของกำลังสาม

ระดับง่าย

แยกตัวประกอบของ x3−27x^3 - 27

คำใบ้ขั้นที่ 1

27=3327 = 3^3 จึงได้ A=xA = x และ B=3B = 3

คำใบ้ขั้นที่ 2

ใช้ A3−B3=(A−B)(A2+AB+B2)A^3 - B^3 = (A - B)(A^2 + AB + B^2)

ดูวิธีทำ

27=3327 = 3^3 จึงเป็นผลต่างของกำลังสามโดย A=xA = x และ B=3B = 3

x3−27=(x−3)(x2+3x+9)x^3 - 27 = (x - 3)(x^2 + 3x + 9) วงเล็บที่สองแยกต่อไม่ได้

ข้อ 4 ผลบวกของกำลังสาม

ระดับกลาง

แยกตัวประกอบของ 8x3+18x^3 + 1

คำใบ้ขั้นที่ 1

8x3=(2x)38x^3 = (2x)^3 และ 1=131 = 1^3

คำใบ้ขั้นที่ 2

ใช้ A3+B3=(A+B)(A2−AB+B2)A^3 + B^3 = (A + B)(A^2 - AB + B^2) โดย A=2xA = 2x

ดูวิธีทำ

8x3=(2x)38x^3 = (2x)^3 และ 1=131 = 1^3 จึงเป็นผลบวกของกำลังสามโดย A=2xA = 2x และ B=1B = 1

A2=4x2A^2 = 4x^2 และ AB=2xAB = 2x และ B2=1B^2 = 1 ได้ 8x3+1=(2x+1)(4x2−2x+1)8x^3 + 1 = (2x + 1)(4x^2 - 2x + 1)

ข้อ 5 ดึงตัวร่วมแล้วอย่าหยุด

ระดับกลาง

แยกตัวประกอบของ 3x3−243x^3 - 24

คำใบ้ขั้นที่ 1

ดึงตัวร่วม 33 ออกก่อน ในวงเล็บจะเหลือ x3−8x^3 - 8

คำใบ้ขั้นที่ 2

8=238 = 2^3 ใช้ผลต่างของกำลังสามต่อ

ดูวิธีทำ
  1. ดึงตัวร่วมก่อน 3x3−24=3(x3−8)3x^3 - 24 = 3(x^3 - 8)
  2. x3−8=x3−23=(x−2)(x2+2x+4)x^3 - 8 = x^3 - 2^3 = (x - 2)(x^2 + 2x + 4)
  3. ได้ 3x3−24=3(x−2)(x2+2x+4)3x^3 - 24 = 3(x - 2)(x^2 + 2x + 4) วงเล็บ x2+2x+4x^2 + 2x + 4 แยกต่อไม่ได้

ถ้าตอบ 3(x3−8)3(x^3 - 8) ยังไม่ครบ เพราะ x3−8x^3 - 8 แยกต่อได้ และถ้าตอบ (3x−6)(x2+2x+4)(3x - 6)(x^2 + 2x + 4) ก็ยังไม่ครบ เพราะ 3x−63x - 6 ยังดึง 33 ออกได้

ข้อ 6 เรียงขั้นการแยกตัวประกอบ

ระดับกลาง

เรียงขั้นตอนการแยกตัวประกอบของ 3x4−483x^4 - 48 ให้ถูกลำดับ

  1. ดึงตัวร่วม 33 ออก ได้ 3(x4−16)3(x^4 - 16)
  2. ตรวจว่า x2+4x^2 + 4 เป็นผลบวกของกำลังสอง แยกต่อไม่ได้ จึงแยกครบแล้ว
  3. มอง x4−16x^4 - 16 เป็น (x2)2−42(x^2)^2 - 4^2 ได้ 3(x2+4)(x2−4)3(x^2 + 4)(x^2 - 4)
  4. แยก x2−4x^2 - 4 ต่อ ได้ 3(x2+4)(x+2)(x−2)3(x^2 + 4)(x + 2)(x - 2)

คำใบ้ขั้นที่ 1

ขั้นไหนต้องมีวงเล็บของขั้นก่อนหน้าอยู่แล้วจึงจะทำได้

ดูวิธีทำ
  1. ดึงตัวร่วมก่อน 3x4−48=3(x4−16)3x^4 - 48 = 3(x^4 - 16)
  2. x4−16x^4 - 16 เป็นผลต่างของกำลังสอง ได้ 3(x2+4)(x2−4)3(x^2 + 4)(x^2 - 4)
  3. x2−4x^2 - 4 ยังเป็นผลต่างของกำลังสอง ได้ 3(x2+4)(x+2)(x−2)3(x^2 + 4)(x + 2)(x - 2)
  4. ตรวจวงเล็บสุดท้าย x2+4x^2 + 4 แยกไม่ได้ จึงจบ

ข้อ 7 วงเล็บไหนแยกต่อได้

ระดับกลาง

นักเรียนแยกตัวประกอบมาจนเหลือวงเล็บดีกรีสองสี่แบบ วงเล็บใดยังแยกตัวประกอบต่อได้

คำตอบ

คำใบ้ขั้นที่ 1

หาสองจำนวนที่คูณกันได้ 99 แล้วดูว่าบวกกันได้สัมประสิทธิ์ของ xx หรือไม่

ดูวิธีทำ

คู่ที่คูณกันได้ 99 คือ 11 กับ 99 และ 33 กับ 33 รวมทั้งคู่ที่ติดลบ ผลบวกเป็น 1010 66 −10-10 และ −6-6 เท่านั้น

x2+6x+9x^2 + 6x + 9 มีสัมประสิทธิ์ของ xx เป็น 66 จึงแยกได้ (x+3)2(x + 3)^2 ส่วน x2+3x+9x^2 + 3x + 9 กับ x2−3x+9x^2 - 3x + 9 เป็นวงเล็บที่สองของ x3−27x^3 - 27 และ x3+27x^3 + 27 ซึ่งแยกต่อไม่ได้ และ x2+9x^2 + 9 เป็นผลบวกของกำลังสอง แยกไม่ได้

ข้อ 8 กล่องขนมเปี๊ยะ

ระดับกลาง

ร้านขนมทำกล่องใส่ขนมเปี๊ยะเป็นทรงสี่เหลี่ยมมุมฉาก ปริมาตร x3+7x2+12xx^3 + 7x^2 + 12x ลูกบาศก์เซนติเมตร ด้านที่สั้นที่สุดยาว xx เซนติเมตร และอีกสองด้านยาวกว่า xx เป็นจำนวนเต็มเซนติเมตร ถ้าด้านที่สั้นที่สุดยาว 88 เซนติเมตร ด้านที่ยาวที่สุดของกล่องยาวกี่เซนติเมตร

เซนติเมตร

คำใบ้ขั้นที่ 1

ปริมาตรคือผลคูณของความยาวสามด้าน แยกตัวประกอบของ x3+7x2+12xx^3 + 7x^2 + 12x ให้เป็นสามวงเล็บ

คำใบ้ขั้นที่ 2

ดึง xx ออกก่อน แล้วหาสองจำนวนที่คูณกันได้ 1212 และบวกกันได้ 77

ดูวิธีทำ
  1. x3+7x2+12x=x(x2+7x+12)x^3 + 7x^2 + 12x = x(x^2 + 7x + 12)
  2. 3×4=123 \times 4 = 12 และ 3+4=73 + 4 = 7 จึงได้ x(x+3)(x+4)x(x + 3)(x + 4)
  3. ด้านทั้งสามยาว xx x+3x + 3 และ x+4x + 4 เซนติเมตร เมื่อ x=8x = 8 ได้ 88 1111 และ 1212 เซนติเมตร ด้านที่ยาวที่สุดยาว 1212 เซนติเมตร
  4. ตรวจ 8×11×12=10568 \times 11 \times 12 = 1056 และ 83+7(82)+12(8)=512+448+96=10568^3 + 7(8^2) + 12(8) = 512 + 448 + 96 = 1056

ข้อ 9 น้ำแข็งละลาย

ระดับกลาง

น้ำแข็งก้อนหนึ่งเป็นลูกบาศก์ยาวด้านละ 1313 เซนติเมตร วางไว้สักพักละลายจนเหลือเป็นลูกบาศก์ยาวด้านละ 1010 เซนติเมตร ปริมาตรของน้ำแข็งหายไปกี่ลูกบาศก์เซนติเมตร

ลูกบาศก์เซนติเมตร

คำใบ้ขั้นที่ 1

ปริมาตรที่หายไปคือ 133−10313^3 - 10^3

คำใบ้ขั้นที่ 2

ใช้ A3−B3=(A−B)(A2+AB+B2)A^3 - B^3 = (A - B)(A^2 + AB + B^2) โดย A=13A = 13 และ B=10B = 10 จะคิดในใจได้ง่ายกว่า

ดูวิธีทำ

ปริมาตรที่หายไปคือ 133−10313^3 - 10^3 ใช้ผลต่างของกำลังสามโดย A=13A = 13 และ B=10B = 10

133−103=(13−10)(132+13×10+102)=3(169+130+100)=3×399=119713^3 - 10^3 = (13 - 10)(13^2 + 13 \times 10 + 10^2) = 3(169 + 130 + 100) = 3 \times 399 = 1197

ตรวจ 133=219713^3 = 2197 และ 2197−1000=11972197 - 1000 = 1197

ข้อ 10 แยก 999 999 ในใจ

ระดับยาก

ใช้การแยกตัวประกอบเขียน 999 999999\,999 ให้เป็นผลคูณของจำนวนเฉพาะ แล้วตอบจำนวนเฉพาะที่มากที่สุด

คำใบ้ขั้นที่ 1

999 999=106−1=(103)2−12999\,999 = 10^6 - 1 = (10^3)^2 - 1^2 ใช้ผลต่างของกำลังสองก่อน

คำใบ้ขั้นที่ 2

ได้ 999×1001999 \times 1001 แล้วแยกแต่ละตัวต่อด้วยผลต่างและผลบวกของกำลังสาม

ดูวิธีทำ
  1. 999 999=106−1=(103+1)(103−1)=1001×999999\,999 = 10^6 - 1 = (10^3 + 1)(10^3 - 1) = 1001 \times 999
  2. 1001=103+13=(10+1)(100−10+1)=11×91=7×11×131001 = 10^3 + 1^3 = (10 + 1)(100 - 10 + 1) = 11 \times 91 = 7 \times 11 \times 13
  3. 999=103−13=(10−1)(100+10+1)=9×111=33×37999 = 10^3 - 1^3 = (10 - 1)(100 + 10 + 1) = 9 \times 111 = 3^3 \times 37
  4. ได้ 999 999=33×7×11×13×37999\,999 = 3^3 \times 7 \times 11 \times 13 \times 37 จำนวนเฉพาะที่มากที่สุดคือ 3737