Mục lục bài họcĐang ở d02-b3
← AP Precalculus
0/28 bài đã học xong
Chương 2 · Rational Functions and End Behavior · Bài 3/4 của chương · bài 7/28 của AP Precalculus

Equivalent Representations and the Binomial Theorem

Các dạng biểu diễn tương đương và nhị thức Newton
← Mục lục bài học
Lý thuyết · English

Each form answers a different question

The same rational function can be written three ways, and AP questions are engineered so that only one form makes the answer visible:

  • Factored form $\dfrac{a(x-z_1)(x-z_2)}{(x-v_1)(x-v_2)}$ — exposes zeros, vertical asymptotes and holes.
  • Standard form $\dfrac{a_nx^n+\cdots}{b_mx^m+\cdots}$ — exposes end behavior via leading terms.
  • Quotient–remainder form $q(x)+\dfrac{r(x)}{d(x)}$, from polynomial long division with $\deg r<\deg d$ — exposes the slant (or polynomial) asymptote $y=q(x)$, because the remainder term vanishes at infinity.

Long division is the bridge between forms, and the Binomial Theorem is the fast lane for expanding powers:

$$ (a+b)^n=\sum_{k=0}^{n}\binom{n}{k}a^{n-k}b^{k} $$

The coefficients $\binom{n}{k}$ are row $n$ of Pascal's triangle. Watch the sign: in $(a-b)^n$, the term with $b^k$ carries $(-1)^k$, and any coefficient inside $b$ gets raised to the $k$-th power too.

Giải thích tiếng Việt

Một hàm hữu tỉ có ba bộ quần áo, và đề AP cố tình đưa bộ “sai” để bắt bạn thay đồ: dạng nhân tử lộ nghiệm, tiệm cận đứng, lỗ hổng; dạng chuẩn (khai triển) lộ dáng điệu vô cực qua hạng tử dẫn đầu; dạng thương–dư $q(x)+\frac{r(x)}{d(x)}$ lộ tiệm cận xiên — vì phần dư tan biến ở vô cực, đồ thị bám vào $y=q(x)$.

Cầu nối giữa các dạng là phép chia đa thức. Còn khi cần khai triển luỹ thừa, nhị thức Newton với hệ số lấy từ tam giác Pascal (hàng $n$: ví dụ hàng 5 là $1,5,10,10,5,1$) nhanh hơn nhân tay nhiều lần.

Hai chỗ phải canh dấu: trong $(a-b)^n$ hạng tử chứa $b^k$ mang dấu $(-1)^k$; và nếu $b=2x$ thì cả hệ số $2$ cũng bị luỹ thừa theo, không riêng gì $x$.

Ví dụ — chọn đúng dạng cho đúng câu hỏi

Cho $f(x)=\dfrac{x^2+3x-1}{x+1}$. (i) Viết $f$ ở dạng thương–dư. (ii) Suy ra tiệm cận xiên và phía tiếp cận khi $x\to+\infty$.

Giải.

(i) Chia đa thức: $x^2+3x-1=(x+1)(x+2)-3$, nên

$$f(x)=x+2-\frac{3}{x+1}$$

(ii) Vì $\lim_{x\to\pm\infty}\frac{3}{x+1}=0$, tiệm cận xiên là $y=x+2$, tức $\lim_{x\to\pm\infty}\left[f(x)-(x+2)\right]=0$.

Phía tiếp cận đọc từ dấu phần dư: khi $x\to+\infty$, $-\frac{3}{x+1}<0$ nên đồ thị nằm dưới đường $y=x+2$ và tiến lên sát dần. Khi $x\to-\infty$ thì ngược lại, nằm trên. Dạng thương–dư trả lời được câu “trên hay dưới” mà dạng chuẩn không nhìn ra.

Ví dụ — nhị thức có hệ số âm bên trong

Khai triển $(x-2)^4$ bằng tam giác Pascal, rồi suy ra hệ số của $x^3$ trong $(2x-1)^5$.

Giải.

Hàng 4 của Pascal: $1,4,6,4,1$. Với $b=-2$:

$$(x-2)^4=x^4-8x^3+24x^2-32x+16$$

Dấu đan xen vì $(-2)^k$ đổi dấu theo $k$, và $4\cdot(-2)=-8$, $6\cdot4=24$, $4\cdot(-8)=-32$, $(-2)^4=16$.

Với $(2x-1)^5$: hạng tử tổng quát $\binom{5}{k}(2x)^{5-k}(-1)^k$. Cần $x^3$ ⇒ $5-k=3$ ⇒ $k=2$:

$$\binom{5}{2}\cdot 2^3\cdot(-1)^2=10\cdot8=80$$

Ai quên luỹ thừa hoá hệ số $2$ sẽ ra $20$; ai đếm nhầm dấu ra $-80$ — cả hai đều được cài làm phương án nhiễu.

Bẫy hay mất điểm — Phép chia đa thức mà tử khuyết bậc (ví dụ $x^3-5x+2$ không có $x^2$) thì phải chèn $0x^2$ giữ chỗ, không thì các cột lệch nhau và thương sai từ hạng tử thứ hai. Với nhị thức: hệ số của hạng tử là $\binom{n}{k}$ nhân cả luỹ thừa của hệ số bên trong — $\binom{5}{2}$ không phải là đáp án cuối cùng, nó mới là một phần ba câu chuyện.
Phải nhớ — Câu hỏi về nghiệm/tiệm cận đứng/lỗ → dạng nhân tử. Câu hỏi về vô cực → hạng tử dẫn đầu. Câu hỏi về tiệm cận xiên và phía tiếp cận → chia lấy thương–dư. Nhị thức: $\binom{n}{k}a^{n-k}b^k$, luỹ thừa cả dấu lẫn hệ số nằm trong $b$.

Đọc xong rồi — làm thử ngay

Bài tập của chương Rational Functions and End Behavior gồm 14 câu trắc nghiệm và 5 đề tự luận, ra khó hơn đề thật 30–50%. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.

Làm bài tập chương →