套路

从最高次往下逐层定系数

待定系数遇到「上三角」结构时不必解方程组——最高次那一项只有一个未知数供货,定下它;再看次高次,只多一个新未知数。一层一层往下,每层都是一元一次。

解题套路

设未知系数 a0,…,ana_0,\dots,a_n,把恒等式两边同次幂的系数对齐,得到一组方程。 当这组方程是三角的(第 mm 层只牵涉 am,am+1,…,ana_m,a_{m+1},\dots,a_n),就不要联立:

  1. 从最高次那一层开始。它只有一个未知数,直接读出。
  2. 往下一层。把上面已定的代进去,这一层仍只剩一个未知数。
  3. 够到目标就停。要 aja_j 就做到第 jj 层为止,a0,…,aj−1a_0,\dots,a_{j-1} 不必算。

怎么看出是三角的

关键是问一句:哪些未知数会供货给 xmx^{m} 这一项?

  • 目标写成 ∑ak(x−a)k\sum a_k(x-a)^{k} 时,(x−a)k(x-a)^{k} 展开后最高只有 xkx^{k}, 所以 xmx^{m} 只能由 k≥mk\ge m 的那些 aka_k 供货——下标小的供不了高次,正是上三角;
  • 多项式除法、部分分式、线性递推里也常出现同一种结构。

第 mm 层的方程长这样(以 ∑ak(1+x)k\sum a_k(1+x)^{k} 为例):

∑k≥mCkm ak=[xm]f(x),\sum_{k\ge m}\mathrm{C}_{k}^{m}\,a_k=[x^{m}]f(x),

其中 ama_m 的系数是 Cmm=1\mathrm{C}_m^m=1,所以每一层都是一元一次,移项就得。

与「换元」比

换元一步到位、更快;逐层比系数慢但不需要看穿结构,而且它把每个系数的来源摊开, 容易查错。两条路算出的必须逐项相同——这本身就是一次交叉验证。

自检

解到第 jj 层就停时,别忘了这只是部分答案。若要确认整组系数没错, 把它们回乘一遍(∑ak(x−a)k\sum a_k(x-a)^{k} 展开),结果必须逐项等于原来的 ff。

共 1 道题考到本条。