强基初中数学&学Python——第十六课 “套娃多项式”探究

    套娃,即俄罗斯套娃(俄语:матрёшка),是俄罗斯特产的木制玩具,一般由多个一样图案的空心木娃娃一个套一个组成,最多可达十多个,通常为圆柱形,底部平坦可以直立。这里把一些相似的多项式聚在一起形成的多项式叫“套娃多项式”,这种多项式往往由非常特别的性质,下面举一个例子说一说:

    已知a=0.5,求下面无穷“套娃多项式”

a+a²+a³+……

的值。

    不难发现,多项式中后一项是前一项的一半,如此“套娃”,直到无穷。从数学的角度来看,这是一个无穷个项的等比数列和,它的和是一个确定的数还是不确定的数或无穷大呢?

    由于最大的“娃娃”是0.5,因此套在0.5里的“娃娃”虽然是无穷多个,但由于是套在0.5里的,和绝对不会超过0.5,0.5+0.5=1,多项式的和是1。请看下面的证明:

x=a+a²+a³+……,

x=a(1+a+a²+a³+……),

x=a(1+x),

(1-a)x=a,

x=a/(1-a),

x=0.5/(1-0.5)=1。

  无穷“套娃多项式”化简的一般方法:把 无穷“套娃多项式”设为一个未知数,然后多项式中变换出一个含这个未知数的有限多项式,解方程,即得这个无穷“套娃多项式”的化简式。

练习:

1、用上例的方法化简多项式

ab+ab²+ab³+......

并根据下面的取值计算多项值:

1)已知a=2,b=1/3,

2)已知a=9,b=1/10,

3)已知a=15,b=1/16,

4)已知a=7,b=1/8。

的值。你能总结出什么规律吗?请证明您总结的规律。

2、利用平方差公式计算

多项式的值。

3、分数18/97和79/97化成循环小数,猜一猜两个循环小数的小数点后第100位的数字之和是多少?请证明你的猜想。

 

Python实习:

    用学过的Python知识,编写程序计算上面第3小题。