\(已知:m^2-m-1=0,求:m^8+\frac{7}{m^4}的值。\)

本题可先由\(m^{2}-m – 1 = 0\)(\(m\neq0\),若\(m = 0\),方程不成立 )变形得到\(m – \frac{1}{m}=1\),再逐步求出\(m^{2}+\frac{1}{m^{2}}\)、\(m^{4}+\frac{1}{m^{4}}\)、\(m^{8}+\frac{7}{m^{4}}\)的值。

因为\(m^{2}-m – 1 = 0\),\(m\neq0\)(若\(m = 0\),代入方程左边为\(- 1\neq0\) ),方程两边同时除以m,得到\(m – 1 – \frac{1}{m}=0\),即\(m – \frac{1}{m}=1\)。

对\(m – \frac{1}{m}=1\)两边平方,根据完全平方公式\((a – b)^2=a^2 – 2ab + b^2\)可得:

\(\left(m – \frac{1}{m}\right)^2=m^{2}-2\times m\times\frac{1}{m}+\frac{1}{m^{2}}=m^{2}- 2+\frac{1}{m^{2}}\)

因为\(\left(m – \frac{1}{m}\right)^2 = 1^2 = 1\),所以\(m^{2}- 2+\frac{1}{m^{2}} = 1\),移项可得\(m^{2}+\frac{1}{m^{2}}=3\)。

对\(m^{2}+\frac{1}{m^{2}}=3\)两边平方,根据完全平方公式\((a + b)^2=a^2 + 2ab + b^2\)可得:

\(\left(m^{2}+\frac{1}{m^{2}}\right)^2=m^{4}+2\times m^{2}\times\frac{1}{m^{2}}+\frac{1}{m^{4}}=m^{4}+2+\frac{1}{m^{4}}\)

因为\(\left(m^{2}+\frac{1}{m^{2}}\right)^2 = 3^2 = 9\),所以\(m^{4}+2+\frac{1}{m^{4}} = 9\),移项可得\(m^{4}+\frac{1}{m^{4}}=7\)。

由\(m^{2}-m – 1 = 0\)可得\(m^{2}=m + 1\),则

\(m^{4}=(m^{2})^{2}=(m + 1)^{2}=m^{2}+2m + 1=(m + 1)+2m + 1=3m + 2\),

\(m^{8}=(m^{4})^{2}=(3m + 2)^{2}=9m^{2}+12m + 4=9(m + 1)+12m + 4=21m + 13\)。

又因为\(m^{4}+\frac{1}{m^{4}}=7\),即\(\frac{m^{8} + 1}{m^{4}}=7\),\(m^{8}+1 = 7m^{4}\),\(m^{8}=7m^{4}-1\)。

所以\(m^{8}+\frac{7}{m^{4}}=7m^{4}-1+\frac{7}{m^{4}}=7\left(m^{4}+\frac{1}{m^{4}}\right)-1\),把\(m^{4}+\frac{1}{m^{4}}=7\)代入可得:

\(7\times7 – 1=49 – 1 = 48\)

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