第一章:代数方法 (Algebraic Methods)

本章是P3考试的"敲门砖",主要考查分式的化简长除法以及假分式转化为部分分式。这些代数技巧通常作为大题的第(a)问出现,紧接着第(b)问会要求对转化后的结果进行积分。

1. 核心知识点回顾

1.1 代数分式的基本运算

1.2 假分式 (Improper Fractions)

2. 历年真题全解析 (Step-by-Step)

【真题 1】2024年6月 Paper 1, Q2 (假分式转化)

题目:已知 $g(x) = \frac{2x^2 - 5x + 8}{x - 2}$,将其写成 $Ax + B + \frac{C}{x - 2}$ 的形式。

分步解答策略

  1. 方法选择:由于是2次除以1次,可直接使用长除法。
  2. 执行除法
    • $2x^2 \div x = 2x$。
    • $(2x) \cdot (x - 2) = 2x^2 - 4x$。
    • 余项计算:$(-5x) - (-4x) = -x$,将 $8$ 落下,变为 $-x + 8$。
    • $-x \div x = -1$。
    • $(-1) \cdot (x - 2) = -x + 2$。
    • 最终余数:$8 - 2 = 6$。
  3. 得出结论:$A=2, B=-1, C=6$。表达式为 $2x - 1 + \frac{6}{x - 2}$
【真题 2】2022年10月 Paper 1, Q1 (高次假分式)

题目:将 $f(x) = \frac{2x^3 - 4x^2 + 15}{x^2 + 3x + 4}$ 写成 $Ax + B + \frac{Cx + D}{x^2 + 3x + 4}$ 的形式。

分步解答策略

  1. 执行长除法
    • $2x^3 \div x^2 = 2x$。用 $2x$ 乘以分母得到 $2x^3 + 6x^2 + 8x$。
    • 相减得到:$-10x^2 - 8x + 15$。
    • $-10x^2 \div x^2 = -10$。用 $-10$ 乘以分母得到 $-10x^2 - 30x - 40$。
    • 相减得到最终余数:$22x + 55$。
  2. 得出结论:$A=2, B=-10, C=22, D=55$。
  3. 考试提示:若题目要求结果为 $p + \ln q$ 的积分形式,此类代数转化是必须的第一步。
【真题 3】2025年1月 (模拟/预测) Paper 1, Q4 (四次项处理)

题目:已知 $\frac{4x^4 + 2x^2 + 3x + 8}{x^2 + 2} \equiv Ax^2 + B + \frac{Cx + D}{x^2 + 2}$,求 $A, B, C, D$。

分步解答策略

  1. 待定系数法/长除法
    • $4x^4 \div x^2 = 4x^2$。$4x^2(x^2 + 2) = 4x^4 + 8x^2$。
    • 相减:$(2x^2 - 8x^2) + 3x + 8 = -6x^2 + 3x + 8$。
    • $-6x^2 \div x^2 = -6$。$-6(x^2 + 2) = -6x^2 - 12$。
    • 最终余数:$(3x + 8) - (-12) = 3x + 20$。
  2. 验证 D = 0 的情况:注意某些题目(如Jan 25 Q4原题)可能通过特定系数使 $D=0$。在本练习例题中,结果为 $4x^2 - 6 + \frac{3x + 20}{x^2 + 2}$

3. 考前一周:解题套路总结

  1. 看次数排先后:拿到分式先看分子分母最高项次数。分子次数 $\ge$ 分母次数,二话不说先做长除法。
  2. 缺项补零:做长除法时,如果被除数缺少某一次项(例如 $2x^3 + 5$ 缺少 $x^2$ 和 $x$ 项),务必写成 $2x^3 + 0x^2 + 0x + 5$,否则余数必错。
  3. 后续衔接:本章内容几乎 100% 会引向第七章的积分
  4. 计算器验算:代数变形后,在计算器中分别计算原式和结果在 $x=1.5$(避开定义域空点)时的值。如果结果一致,说明你的代数转化正确。