计算下式的值:
$\dfrac{\left( {{10}^{4}}\text{+}324 \right)\left( {{22}^{4}}+324 \right)\left( {{34}^{4}}+324 \right)\left( {{46}^{4}}+324 \right)\left( {{58}^{4}}+324 \right)}
{\left( {{4}^{4}}+324 \right)\left( {{16}^{4}}+324 \right)\left( {{28}^{4}}+324 \right)\left( {{40}^{4}}+324 \right)\left( {{52}^{4}}+324 \right)}$.
【难度】
【出处】
1987年第5届美国数学邀请赛(AIME)
【标注】
  • 知识点
    >
    函数
    >
    常见初等函数
    >
    指数函数
    >
    幂的拓展与运算
【答案】
373
【解析】
注意到 $324=4\times 81=4\times {{3}^{4}}$,于是本题中分子、分母的各因式均为 ${{x}^{4}}+4{{y}^{4}}$ 的形状,为此我们先研究 ${{x}^{4}}+4{{y}^{4}}$ 的因式分解
${{x}^{4}}+4{{y}^{4}}={{\left( {{x}^{2}}+2{{y}^{2}}\right)}^{2}}-{{\left( 2xy \right)}^{2}}$
$=\left[ \left( {{x}^{2}}+2{{y}^{2}}\right)-2xy \right]\left[ \left( {{x}^{2}}+2{{y}^{2}} \right)+2xy \right]$
$=\left[ {{\left( x-y\right)}^{2}}+{{y}^{2}} \right]\left[ {{\left( x+y \right)}^{2}}+{{y}^{2}}\right]$.
具体到本题 ${{n}^{2}}+324=\left[{{\left( n-3 \right)}^{2}}+9 \right]\left[ {{\left( n+3 \right)}^{2}}+9\right]$,所以
原式 $=\frac{\left({{7}^{2}}+9 \right)\left( {{13}^{2}}+9 \right)\left( {{19}^{2}}+9 \right)\cdots\left( {{55}^{2}}+9 \right)\left( {{61}^{2}}+9 \right)}{\left( {{1}^{2}}+9\right)\left( {{7}^{2}}+9 \right)\left( {{13}^{2}}+9 \right)\cdots \left({{49}^{2}}+9 \right)\left( {{55}^{2}}+9 \right)}$
$=\frac{{{61}^{2}}+9}{{{1}^{2}}+9}=\frac{3730}{10}=373$.
答案 解析 备注
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