[已知方程x=√(x-1/x)+√(1-1/x),请用三种不同思路的方法,求出x的值。]
目光盯著这道题,罗伦一时陷入思索。
这道题本身的求值並不难,虽无法一眼得到x的值,但也基本是一眼就知道如何去推导便能获得最终的值。
然而,能求出这道题的值还不行,需得进一步给出三种不同思路的解法。
这就稍微有点上难度了。
否则,以提丽丝的数学水平,断然不会被一道解方程题逼到那种局面。
即便是罗伦,也感觉到了一丝的棘手。
但也仅只是一丝罢了。
思索了大约一分钟,罗伦的脑海中便大致勾勒出这道方程题的三种解法轮廓,隨后他毫不迟疑,迅速调集精神能量开始了作答。
[解法一:隔离根號並平方,进行二次平方操作后,可消去剩余根號……易得到四次方程,x^4?2x^3?x^2+2x+1=0,通过分组分解法,易发现四次方程可分解为(x^2?x?1)^2=0,结合定义域……解得x=(1+√5)/2。]
这种解法是典型的逐次平方法,可用来处理嵌套根號的方程,算是一类標准化的求解流程。
虽然其局限性也很明显,比如平方次数越多,方程次数越高,而高次方程的因式分解非常麻烦。但放到这一道题目中,却是恰如其分,刚刚好。
第一种解法写完,罗伦稍事停顿,又开始书写起了下一种解法。
[解法二:利用换元法,令√(x-1/x)=a,√(1-1/x)=b,於是原题可写成a+b=x,简单计算后得a?b=1?1/x,相加得2a=x+1?1/x,换算后得2√(x-1/x)=x+1?1/x,经过简单调整,易知这是一个完全平方式,因此,可得方程x^2?x?1=0,结合定义域……解得x=(1+√5)/2。]
第二种解法,相较於第一种,自然就是常规且具有套路化的换元法了。
在解方程的题目中,这种解法是最为普遍的,罗伦坐起来也最顺手。
至於第三种解法……
罗伦原本的思路是构造几何图,通过几何法来求解。此刻写完两种解法,並发现x=(1+√5)/2之后,他的脑海中又渐渐冒出来了第四种、第五种等更多的解法。
因为,(1+√5)/2这个值非常特殊,乃是数学语境下的黄金比例,约等於1.6180339887。
其倒数为(√5 - 1)/2,约等於0.6180339887。
而黄金比例是一个很有趣的东西,与斐波那契数列相关,也就是前两项之和永远等於下一项的一类数列。
在数学中,斐波那契数列有许多有趣的性质与现象,利用这些性质与现象,便能倒推这道题,从而给出更多的解法。
不过罗伦琢磨了下,发现第四种、第五种解法都太过繁琐,比较绕,便还是老老实实用起了第三种解法。
[解法三:观察原式,易知√(x-1/x)形似√(a^2-b^2),可构造直角三角形abc,令其斜边ac为√x,一条直角边bc为√1/x,可知另一条直角边ab为√(x-1/x)。
再延长ab,在延长线上取一点d,连接c点,使cd的长度为1,由此可得到新三角形acd。易知ad=ab+bd,替换后可得ad=√(x-1/x)+√(1-1/x),恰好等於原式。
再通过面积换算,易证三角形acd为直角三角形,根据勾股定理,易得方程1^2+(√x)^2=x^2,结合定义域……解得x=(1+√5)/2。]
这第三种解法,自然就是几何法了。
没什么特殊之处,只要思路流转到那里,自然而然就知道构造两个直角三角形来进行解答。
但若是思路没有流转到那里,还真就抠破脑袋皮也想不出这种解法。
三种解法书写完毕后,罗伦抬眼扫了扫提丽丝几人那边。
此刻,达斯已经与他们匯合,在他的帮助下,原本四人的压力骤降,但在那头字符怪连续挥舞的蛇尾抽打与不时吐出的长舌舔击之下,依旧颇为艰难。
“汤姆队长。”罗伦唤了声旁侧的汤姆。
汤姆连忙挪过来问:“怎么了?”
“我这边已经好了,接下来,需要你上前为我吸引这头字符怪的蛇尾攻击,我好趁机在一旁攻击它。”
“没问题。”
汤姆点头应了一声,接著扔下手中的长剑,举起盾牌快步衝进了第三条蛇尾的攻击范围。
剎那间,那条原本在製造异响,不让罗伦等人通过声音传递知识的蛇尾,骤然停下原本的动作,而后一个蛇形走位回拉蓄力,接著无比凶悍且迅猛地朝著汤姆所在的位置抡去。
这一次,汤姆不闪不避,屈膝沉胯,举起手中的盾牌。
啪!
蛇尾抽打在盾牌之上,发出一道爆鸣,汤姆的身形被抽得连连后撤,差点倒飞出去。
但下一秒,就见汤姆扔开盾牌,一把环抱住蛇尾的末端,同时周身精神能量涌动,赤光大盛,牢牢將自己的身形定在了原地,双手死抱著蛇尾不撒手。
他嘶声大吼道:
“罗伦,快!”
不必他提醒,看到了进攻机会的罗伦,便已然拔步上前,將手中的光刃狠狠砍在了那一条蛇尾之上。
霎时间,光刃上那三种解法光华闪烁,直接令得与光刃接触到的蛇尾部分爆裂崩散,一片片文字、数字、符號与线条迸溅得到处都是,整头巨型的字符怪,像是突然被按下了暂停一般,变得一动不动。
但让罗伦眉头微蹙的是,与之前所遇到过的其他字符怪物不一样,这一头字符怪,仿佛对正確答案也具有免疫性一般。
其条蛇尾在受到三种解法的侵蚀之下,仅只是崩散了四五米,便稳定了下来,还余下二十来米的蛇尾依旧完好。
“这,成了吗?”汤姆问。
“成了一半,不过,这头字符怪有点特殊……”
罗伦摇了摇头,但却没有迟疑,再次快步上前挥起一刀砍在字符怪蛇尾的伤口处。
嘭的一声,罗伦手中的光刃因精神能量耗竭且他也没有进行补充而崩碎消失,那被砍中的伤口,则再次爆开无数的数字线条与符號,与先前那一批散碎的字符糅合在一起,飘在上空,既没有散去,也没有化作纯粹的精神能量。
字符怪的蛇尾又被削去了一截,但余下的蛇尾仍有十六七米。
此时,因整头字符怪受到罗伦这边的攻击,陷入停滯状態,提丽丝五人终於获得了喘息的时机。
他们趁此时间,搀扶起另外两名瘫在地上的同伴,跌跌撞撞地前来与罗伦和汤姆匯合。
黑裙摇摆间,提丽丝迈著修长匀称的美腿走到罗伦近前,疲倦萎靡的神態中,夹带著一丝喜色:
“罗伦,你找出第三种解法了?”
“嗯。”罗伦点头,此刻也没什么敝帚自珍的想法,將自己的第三种解法向她简单讲述了一遍。
“通过构造直角三角形来求解……厉害,你居然连这种思路都能想到,而且还是在这么短的时间內!”