【若kx2+8x+1是一个完全平方式】在代数学习中,我们经常会遇到一些表达式是否为“完全平方式”的问题。所谓“完全平方式”,指的是一个二次多项式可以表示为某个一次多项式的平方形式。例如,$ x^2 + 6x + 9 = (x + 3)^2 $ 就是一个典型的完全平方式。
现在我们来看这样一个问题:若 $ kx^2 + 8x + 1 $ 是一个完全平方式,那么 $ k $ 的值是多少?
一、理解完全平方式的结构
一个标准的完全平方式通常具有如下形式:
$$
(ax + b)^2 = a^2x^2 + 2abx + b^2
$$
我们可以将这个展开式与题目中的多项式 $ kx^2 + 8x + 1 $ 进行对比,找出其中的对应关系。
二、对应系数分析
我们将 $ kx^2 + 8x + 1 $ 与 $ (ax + b)^2 $ 相比较:
- $ a^2x^2 \Rightarrow kx^2 $,因此有 $ a^2 = k $
- $ 2abx \Rightarrow 8x $,因此有 $ 2ab = 8 $
- $ b^2 \Rightarrow 1 $,因此有 $ b^2 = 1 $
从第三步可知,$ b = \pm1 $,我们可以分别代入求解。
三、分情况讨论
情况一:$ b = 1 $
由 $ 2ab = 8 $ 得:
$$
2a(1) = 8 \Rightarrow a = 4
$$
再由 $ a^2 = k $ 得:
$$
k = 4^2 = 16
$$
情况二:$ b = -1 $
同样代入 $ 2ab = 8 $ 得:
$$
2a(-1) = 8 \Rightarrow -2a = 8 \Rightarrow a = -4
$$
此时 $ a^2 = (-4)^2 = 16 $,所以 $ k = 16 $
四、结论
无论是 $ b = 1 $ 还是 $ b = -1 $,最终得到的 $ k $ 值都是 16。这说明当 $ k = 16 $ 时,原式 $ kx^2 + 8x + 1 $ 可以写成:
$$
(4x + 1)^2 = 16x^2 + 8x + 1
$$
或
$$
(-4x - 1)^2 = 16x^2 + 8x + 1
$$
两者都满足条件,因此 $ k = 16 $ 是唯一使该多项式成为完全平方式的值。
五、总结
通过分析完全平方式的结构,我们发现只要找到合适的 $ a $ 和 $ b $,使得各项系数对应相等,就可以确定参数 $ k $ 的值。本题中,通过逐步代入和验证,我们得出 $ k = 16 $ 是唯一符合条件的解。
这也体现了数学中“结构匹配”思想的重要性,在解决类似问题时,往往需要从已知结构出发,反向推导未知参数的可能取值。


