EisatoponAI

Your Daily Experience of Math Adventures

RMO 2015: Αντιστροφή τιμών σε τετραγωνικό πολυώνυμο — δείξτε ότι b−st είναι ρίζα

Έστω P(x)=x2+ax+bP(x)=x^{2}+ax+b τετραγωνικό πολυώνυμο με πραγματικούς συντελεστές. Υπάρχουν πραγματικοί sts\neq t τέτοιοι ώστε

P(s)=tκαιP(t)=s.P(s)=t \quad \text{και} \quad P(t)=s.

Να αποδείξετε ότι το bstb-st είναι ρίζα της εξίσωσης

x2+ax+bst=0. 

India RMO 2015

Ρώτησε το Math Oracle Mathematical Duel
Ανακάλυψε μαθηματική σοφία!

2 σχόλια:

  1. s^2+as+b=t,t^2+at+b=s,αφαιρώντας:(s-t)(s+t)+a(s-t)+s-t=0=>s+t=-a-1(s≠t)(1).Προσθέτοντας τις αρχικές:s^2+t^2+a(s+t)+2b=s+t=>〖(s+t)〗^2-2st+a(a-1)+2b=-a-1=>〖(a+1)〗^2-2st-a^2-a+2b+a+1=0=>st=a+b+1.(2)
    〖(b-st)〗^2+a(b-st)+b-st=(b-st)(b-st+a+1)=(b-st)(b-a-b-1+a+1)=0,
    από (1),(2).

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  2. Βήμα 1: Διατύπωση του Προβλήματος
    Έστω το τετραγωνικό πολυώνυμο P(x)=x^2+ax+b με πραγματικούς συντελεστές a,b.
    Υπάρχουν πραγματικοί αριθμοί s≠t τέτοιοι ώστε:P(s)=t και P(t)=s.
    Θα αποδείξουμε ότι ο αριθμός b−st είναι ρίζα της εξίσωσης: x^2+ax+(b−st)=0.
    Βήμα 2: Χρήση των Δεδομένων Συνθηκών
    Από τις συνθήκες του προβλήματος έχουμε:
    (1)s^2+as+b=t,
    (2)t^2+at+b=s
    Βήμα 3: Αφαίρεση των Εξισώσεων
    Αφαιρούμε την (2) από την (1):
    (s^2−t^2)+a(s−t)=t−s
    Παραγοντοποιούμε:
    (s−t)(s+t)+a(s−t)=−(s−t)
    Διαιρούμε με s−t≠0:
    s+t+a=−1⇒s+t=−1−a (3)
    Βήμα 4: Πρόσθεση των Εξισώσεων
    Προσθέτουμε τις (1) και (2):
    s^2+t^2+a(s+t)+2b=s+t
    Χρησιμοποιούμε την ταυτότητα:
    s^2+t^2=(s+t)^2−2st
    Οπότε:
    (s+t)^2−2st+a(s+t)+2b=s+t
    Αντικαθιστούμε από την (3): s+t=−1−a:
    (1+a)^2−2st−a(1+a)+2b=−1−a
    Απλοποιούμε:
    1+2a+a^2−2st−a−a^2+2b=−1−a,
    1+a−2st+2b=−1−a
    Μεταφέρουμε όρους:
    2b−2st=−2−2a⇒b−st=−1−a. (4)
    Βήμα 5: Επαλήθευση ότι το b−st είναι Ρίζα
    Θεωρούμε την εξίσωση:
    Q(x)=x^2+ax+(b−st)
    Θέτουμε x=b−st και υπολογίζουμε:
    Q(b−st)=(b−st)^2+a(b−st)+(b−st)
    Παραγοντοποιούμε:
    Q(b−st)=(b−st)[(b−st)+a+1]
    Από την (4): b−st=−1−a, οπότε: (b−st)+a+1=0
    Επομένως: Q(b−st)=0
    ​Βήμα 6: Συμπέρασμα
    Αποδείξαμε ότι ο αριθμός b−st ικανοποιεί την εξίσωση x^2+ax+(b−st)=0
    άρα είναι ρίζα της b−st


    ΑπάντησηΔιαγραφή

🧠 Ask the Math Oracle 🎲 Random Puzzle ✍️ Inspire me