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若 sin⁡π10 是函数 f(x)=ax3−bx+1(a,b∈N∗) 的一个零点,求 f(1).

解

记 t=sin⁡π10.注意到[1]sin⁡2π10=cos⁡3π10⇒2sin⁡π10cos⁡π10=4cos⁡π10(1−sin2⁡π10)−3cos⁡π10,
整理得 4t2+2t−1=0,
待定系数 k∈N∗: (kt−1)(4t2+2t−1)=4kt3+(2k−4)t2−(k+2)t+1=at3−bt+1=0,
因此比对二次项系数可知 k=2,f(x)=8x3−4x+1⇒f(1)=5.

还需要说明一下 f(x) 的表达式是唯一的.如果 f(x)=a′x3−b′x+1,则由 f(t)=0 作差得 (a−a′)t2=b−b′, 但是 t2 是一个无理数(可以解出 t=5−14),因此只能 a=a′,b=b′.综上 f(1)=5.


  1. 这里使用了三倍角公式 cos⁡3α=4cos2⁡α−3cos⁡α. ↩︎