Квадратные трёхчлены → .02 Теорема Виета для квадратных трёхчленов
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Пусть — корни квадратного трехчлена
а
— корни квадратного трехчлена
Найдите
все возможные значения выражения
Источники:
Подсказка 1
Чтобы найти выражение g(x₁), было бы хорошо выразить g через f! Аналогично и с g(x₂).
Подсказка 2
Итак, найти нам нужно -x₁³ x₃ - x₂³x₄. А в каких формулах встречается произведение корней?
Подсказка 3
Воспользуйтесь теоремой Виета, чтобы через формулы сокращенного умножения выразить нужную нам сумма!
Заметим, что Так как
легко получаем
а также
Поэтому исходное выражение
Его несложно вычислить прямой подстановкой корней; однако, можно поступить иначе.
Пусть Заметим, что
Далее,
Поэтому и
— корни квадратного уравнения
(обратная теорема Виета). Корни этого уравнения
и
Осталось отметить, что если переобозначить, допустим, корни трёхчлена
через
а
через
то значения
и
поменяются местами. Это значит, что искомое значение выражения
может принимать оба указанных выше
значения.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Квадратный трёхчлен имеет два различных вещественных корня
и
Известно, что
Чему
может равняться
Подсказка 1:
При виде суммы корней вы сразу должны подумать о теореме Виета. Её же некоторым образом можно выразить через коэффициенты трёхчлена.
Подсказка 2:
Как насчёт того, чтобы подставить это выражение в трёхчлен, вдруг получится что-нибудь интересное?
Первое решение. По теореме Виета Значит,
Тогда из условия следует, что
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Второе решение. График симметричен относительно прямой
— вертикальной прямой, проходящей через
вершину параболы. Поэтому для любых двух значений
таких, что
будет выполнено
В
частности,
Но
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Третье решение. Подставим в квадратный трехчлен:
Так как и
—– корни, то
а по теореме Виета
получаем, что
2025.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Даны три функции
(здесь — положительные числа).
Для каждого действительного выполняется условие
Найдите значение суммы
Источники:
Подсказка 1
Из того, что функции тождественные, можем получить определённые выводы. Посмотрим на первый множитель в каждой из функций. Какие корни в совокупности получаются из них?
Подсказка 2
Получаем, что у каждого из выражений корни -a₁, -a₂, -a₃. При этом, так как это максимально возможное число корней у многочленов третьей степени, то это единственные корни в каждом из выражений (причём они различны, подумайте, почему). Теперь хотим использовать теорему Виета со знанием этой информации в контексте вторых множителей.
Подсказка 3
Отсюда уже довольно просто находятся сначала а₁, а₂, а₃, а потом и b₁, b₂, b₃. Если столкнулись с проблемами на этапе применения теоремы Виета, то просто перемножьте все результаты, которые вы оттуда получили, и найдите сначала х₁ * х₂ * х₃.
Так как значения в каждой точке у функций совпадают, то Тогда уравнение
имеет отрицательные корни
и это три разных корня, так как если бы линейные множители в двух тождественно равных функциях
были бы одинаковыми, то совпадали бы и квадратичные множители, а по условию задачи это не так.
Поэтому из теоремы Виета для каждого из квадратичных множителей следует:
Перемножим три равенства, получим, что тогда из отрицательности корней следует, что
Поэтому
Тогда а по теореме Виета ищутся
Тогда ответ:
27
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Найдите все значения параметра при которых корни уравнения
являются пятым и шестым членами
некоторой непостоянной арифметической прогрессии, а корни уравнения
являются третьим и
восьмым членами этой прогрессии.
Подсказка 1
Пусть дана арифметическая прогрессия xₙ с разностью d. Выразите её пятый, шестой, третий и восьмой члены.
Подсказка 2
Заметьте, что сумма пятого и шестого совпадает с суммой третьего и восьмого.
Подсказка 3
Вспомните теорему Виета.
Подсказка 4
У Вас получится несколько возможных значений a. Найдите при каждом a пятый, шестой, третий и восьмой члены прогрессии и оцените через них d.
Пусть дана арифметическая прогрессия с разностью
тогда ее пятый член —
шестой член —
третий член —
восьмой член —
Заметим, что сумма пятого и шестого совпадает с суммой третьего и
восьмого.
Пятый и шестой члены прогрессии — корни первого уравнения, третий и восьмой — корни второго уравнения, тогда можем вычислить их суммы по теореме Виета:
Если то корнями первого уравнения являются числа
а второго —
Тогда
и
но это невозможно, следовательно,
не подходит.
Если то корнями первого уравнения являются числа
а корнями второго —
Тогда
и
следовательно,
не подходит.
Если то корнями первого уравнения являются числа
а корнями второго —
Эти числа являются членами
арифметической прогрессии с
и
поэтому
подходит.
4
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Найдите все значения параметра при которых у уравнения
существуют ровно два различных корня, которые отличаются ровно в два раза.
Подсказка 1
Одно из условий можем сразу назвать: корни точно должны быть! А если один из них равен t, то чему будут равны второй корень, сумма корней, произведение корней?
Подсказка 2
Все это можем легко найти! Наверняка Вы уже догадались, какую теорему можем применить :)
Подсказка 3
Чтобы найти подходящие значения параметра, можем избавиться от переменной t с помощью двух уравнений (выражаем из одного и подставляем во второе!). Найдите решения полученного уравнения и проверяйте, подходят ли они под поставленное в самом начале условие.
Данное уравнение квадратное при всех значениях параметра. Пусть и
— два его различных корня. Тогда дискриминант
уравнения положителен и выполнена теорема Виета:
Из второго и третьего уравнений системы получаем
Найденное удовлетворяет условию
Тогда при получаем уравнение
с корнями
отличающимися в два
раза.
Содержание критерия | Балл |
Обоснованно получен верный ответ | 4 |
Недостаточно обоснованные переходы | 3 |
Все равенства для выполнения условия задания составлены верно, но в решении есть ошибка или оно не завершено | 2 |
Определено, что
уравнение квадратное и найдено при
каких | 1 |
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше | 0 |
Максимальный балл | 4 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
При каких сумма квадратов корней уравнения
минимальна?
Квадратное уравнение имеет решение при неотрицательном значении дискриминанта:
следовательно, уравнение имеет два корня для любого значения
По теореме Виета:
Для суммы квадратов корней получим:
Наименьшее значение для этой суммы получим при
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Подсказка 1
Мы можем воспользоваться теоремой Виета, чтобы решать квадратные уравнения, не вычисляя дискриминант. Но для пунктов (а) и (с) это будет не очень просто, так как там сумма и произведение корней — не целые. Тогда для этих пунктов попробуем просто руками поискать какое-нибудь решение!
Подсказка 2
Попробуйте подставить 1 и -1 в уравнения в пунктах (а) и (с). Что получится?
Подсказка 3
Верно, 1 — корень уравнения из пункта (а), -1 — из пункта (с). А после того, как мы нашли один корень, второй легко найти с помощью той же теоремы Виета.
(a) Заметим, что является корнем данного уравнения, так как
Так как по теореме Виета произведение корней
равно
то второй корень уравнения равен
(b) Заметим, что и
Тогда по обратной теореме Виета числа 12 и 10 являются корнями данного
уравнения.
(c) Число является корнем данного уравнения, так как
По теореме Виета произведение корней равно
откуда
второй корень равен
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Найдите числа и
если известно, что они являются корнями уравнения
Подсказка 1
Мы видим, что корни приведенного квадратного уравнения равны его коэффициентам. А какая теорема связывает корни трёхчлена с его коэффициентами?
Подсказка 2
Верно, теорема Виета! Распишите её для нашего уравнения и решите получившуюся систему:)
По теореме Виета:
Итак, либо и
либо
и
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Пусть и
— корни уравнения
Не решая это уравнение, составьте другое квадратное уравнение, корнями которого
являются числа
и
Подсказка 1
Какая теорема помогает нам сделать какие-то выводы о корнях квадратного уравнения, не решая его?
Подсказка 2
Да, теорема Виета! Распишите теорему Виета для данного квадратного уравнения и для искомого:)
По теореме Виета и
Пусть числа
и
являются корнями квадратного уравнения
Тогда по теореме Виета:
Итак, искомое уравнение
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Не вычисляя корней уравнения найдите
Подсказка 1
Можем разложить требуемое значение на множители!
Подсказка 2
Раз нельзя напрямую считать корни, то осталось только выразить через теорему Виета получившееся разложение!
По теореме Виета и
Заметим, что
Распишем искомое выражение:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Найдите числа и
если известно, что они являются корнями уравнения
Подсказка 1
Если так вышло, что p и q - корни уравнения, то что что можно сделать с ними, чтобы получить некоторые уравнения на них?
Подсказка 2
Верно, подставить вместо х. Тогда при подстановке, выйдет, что вот этот квадратный трехчлен будет равен 0. И мы получим систему, в которой две переменные и два уравнения. Значит, сможем ее решить.
Подсказка 3
Если подставить q, то выходит, что q(q+p+1)=0. Остается рассмотреть два случая, подставить во второе уравнение значения q и сделать обратную проверку, так как в теории могло быть так, что p=q, но уравнение которое получается при таких значениях имеет два различных корня.
Рассмотрим два случая: и
.
Если , то должно выполняться
.
Значит, либо , либо
В первом случае наше уравнение выглядит как
и подходит. А во втором случае
уравнение
имеет корни
и не подходит.
Если , то у нас должно быть два различных корня квадратного уравнения, значит, должна быть выполнена теорема
Виета:
Из второго равенства следует, что либо и тогда из первого
, либо
и тогда из первого
.
Случай
мы уже проверяли, а в другом случае наше уравнение выглядит как
и тоже
подходит.
или
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Даны квадратные трёхчлены ,
и
. Оказалось, что любые два из них имеют общий корень, но все три
общего корня не имеют. Докажите, что выполнены ровно два неравенства из следующих трёх:
Источники:
Подсказка 1
Давайте начнём с условия на то, что любые два из квадратных трёхчленов имеют общий корень, но все три общего корня не имеют. Что мы тогда можем сказать про кол-во корней каждого них? А сколько всего различных корней в совокупности этих трёх квадратных уравнений?
Подсказка 2
Да, у каждого из них по 2 различных корня, а у трёх вместе - 3. Давайте тогда обозначим их за x₁, x₂, x₃ и как-то распределим их между нашими уравнениями без ограничения общности и наконец-то воспользуемся теоремой Виета, чтобы заменить каждый из коэффициентов a, b, c на выражения с x₁, x₂, x₃.
Подсказка 3
После преобразований мы получим квадратные уравнения относительно какого-то из корней. Для примера, из первого неравенства получится: x₂² - (x₁+x₃)x₂ + x₁x₃ > 0, можем ли мы сразу сказать, какие корни у этого квадратного трёхчлена? А когда оно верно?
Подсказка 4
Да тут же снова теорема Виета, остаётся проделать такие же шаги для других неравенств, сделать правильный вывод и радоваться доказательству!
Понятно, что каждый трёхчлен имеет по два различных корня, пусть первый трёхчлен имеет корни и
, тогда со вторым он имеет
общий корень
, с третьим —
. Общий корень второго и третьего трёхчленов обозначим
. Выразим в первом неравенстве
коэффициенты через корни соответствующих трёхчленов по теореме Виета:
. После
тождественных преобразований получим
. Оно справедливо, когда
не лежит между
и
. Аналогично
для выполнения двух других неравенств необходимо, чтобы
не лежал между
и
,
не лежал между
и
. Но среди чисел
нет равных чисел, значит всегда какое-то одно находится между двумя другими, а два других — нет. Таким образом, выполнено
ровно два неравенства из трёх приведённых.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
У Коли есть квадратный трёхчлен На одной стороне бумажки он написал его корни, а с другой стороны этой же бумажки —
его коэффиценты
и
Оказалось, что все написанные числа являются целыми и отличными от нуля. Затем он отдал эту бумажку Оле,
которая, посмотрев на бумажку, сказала, что Коля скорее всего ошибся, так как на обеих сторонах бумажки написаны одни и те же числа,
чего явно не может быть. Определите, действительно ли ошибся Коля или, если он всё-таки всё сделал правильно, то какие числа написаны
на бумажке?
Источники:
Подсказка 1
Давайте обозначим написанные на одной из сторон числа за a и b. Как тогда выглядит наш трёхчлен и какие равенства можно записать?
Подсказка 2
Попробуйте подставить в трёхчлен число b, равное свободному коэффициенту, и воспользоваться условием.
Подсказка 3
Нам нужно связать коэффициенты и корни, какая теорема может в этом помочь?
Подсказка 4
Воспользуйтесь теоремой Виета ;)
Действительно, несложно проверить, что у уравнения корни это чилса
и
Тогда решая такое уравненеие Коля с обеих
сторон бумажки бы написал одну и ту же пару чисел.
Покажем, что ничего другого на бумажке написано быть не могло. Чтобы Коля всё сделал правильно с обеих сторон бумажки должны
быть написаны числа и
Значит,
и
— суть корни уравнения
Подставляя
в это уравнение получаем равенство
которое можно сократить на
так как все числа на бумажке ненулевые. Получаем
Но
по теореме Виета равно
следовательно
Откуда, подставляя его в полученное ранее равенство, находим
Коля не ошибся. На бумажке были написаны числа и
с обеих сторон.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Даны квадратные трехчлены
,
,
и
Пусть разности их корней равны соответственно и
, и при этом
Найдите соотношение
(значения не заданы)
Источники:
Подсказка 1
Хм, а давайте подумаем, чему равна разность между корнями любого квадратного трёхчлена.
Подсказка 2
Да, она равна отношению корня из дискриминанта к старшему коэффициенту! Попробуйте выписать разность корней для каждого из уравнений.
Подсказка 3
А теперь, давайте посмотрим на дробь, значение которой надо найти и просто подставим найденные разности в это выражение!
Первое решение.
Пусть — квадратный трёхчлен с неотрицательным дискриминантом
. Тогда его корни определяются формулой
, поэтому
. Применяя эту формулу четыре раза, получаем
Отсюда следует, что ,
. Сократить
на
можно, поскольку
по условию. Значит, искомое отношение равно
.
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Второе решение.
Если у нас есть квадратное уравнение , у которого
корня, то по теореме Виета
и
. Тогда
. Применим это к нашей задаче.
Условие, что дает нам, что
или
.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Два приведённых квадратных трёхчлена и
таковы, что каждый из них имеет по два корня и выполняются
равенства
Найдите сумму всех четырёх корней этих трёхчленов.
Пусть
По теореме Виета искомая сумма равна
Запишем условие на равенство значений трёхчленов в заданных точках (подставим вместо соответствующее значение
аргумента):
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Уравнение имеет два различных корня
и
при этом
Найдите все возможные значения .
Источники:
Подсказка 1
По условию наше уравнение имеет два корня, какое ограничение мы должны наложить на а, чтобы это выполнялось?
Подсказка 2
Дискриминант должен быть положительным! Решая данное неравенство, получаем, что а² > 20. Хорошо бы получить еще какое-то условие на а, но у нас пока что есть только связь между корнями, а может быть у нас получится как-то связать корни с а?
Подсказка 3
Можем воспользоваться теоремой Виета! Попробуем преобразовать данное нам уравнение для корней таким образом, чтобы явно выделить произведение и сумму корней
Подсказка 4
Перенесём все в одну сторону и разложим каждую разность на множители. Заметим, что так как корни различны, х₁ - х₂ ≠ 0 и на эту скобку можно поделить уравнение. Воспользовавшись теоремой Виета, получаем уравнение для а, решая которое, получаем ответ) Только не забудьте проверить выполнение полученного нами ранее ограничения!
Чтобы получить два различных корня, дискриминант должен быть положителен, то есть
. Далее мы можем
использовать теорему Виета, тогда
. Теперь преобразуем равенство в условии
Вынесем , Выразим вторую скобку в числителе
, теперь подставим
Поскольку , то остаётся только одно значение.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Квадратный трехчлен имеет два действительных корня. Каждый из трех его коэффициентов (включая коэффициент при
)
увеличили на
Могло ли оказаться, что оба корня трехчлена также увеличились на
Подсказка 1
В условии от нас хотят поработать с корнями и с коэффициентами квадратного трёхчлена. Какой теоремой хочется здесь воспользоваться?
Подсказка 2
Теорема Виета! Запишите её и воспользуйтесь условием.
Пусть —корни уравнения
Тогда по теореме Виета
Предположим, что утверждение задачи верно, тогда
Подставим в
и найдем
Подставим и
в
и найдем
Стало быть, искомый квадратный трехчлен, если он существует, имеет вид Однако же дискриминант
такого трехчлена отрицателен, а по условию он имеет два действительных корня. Значит, описанная в задаче ситуация
невозможна.
Нет, не могло
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Различные числа ,
и
таковы, что уравнения
и
имеют общий действительный
корень. Кроме того, общий действительный корень имеют уравнения
и
. Найдите сумму
.
Источники:
Подсказка 1
Уравнения имеют общий корень, попробуйте использовать это условие, подставив общий корень в каждое из уравнений. Можно ли выйти на второй корень с помощью первого?
Подсказка 2
Да, общий корень первых двух уравнений равен: (c-1)/(a-b). Чему равен второй корень первого уравнения?(посмотрите на его свободный член)
Подсказка 3
Верно, он равен (a-b)/(c-1). Тогда попробуйте подставить общий корень из второго условия! Что интересное мы обнаружим?
Подсказка 4
Да, мы обнаружим, что второй общий корень равен (a-b)/(c-1). То есть, у уравнения из первой пары и у уравнения из второй пары тоже есть общий корень! Давайте снова подставим его и найдем значение! И мы сможем найти сумму всех коэффициентов!
Пусть у первых двух уравнений общий корень . Тогда
и
(по условию
).
Тогда второй корень у уравнения
по теореме Виета это
. Отсюда
. Посмотрим на оставшиеся
уравнения.
Пусть у последних двух уравнений общий корень . Тогда
и
. Значит
корень
и
. Отсюда
. Если
, то у уравнения
нет корней ?! Значит
. Подставим 1 во все уравнения, где
корень и получим
и
. Значит
.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Найдите все пары квадратных трёхчленов ,
такие, что
и
— корни второго трёхчлена,
и
— корни
первого.
Источники:
Подсказка 1
Коэффициенты как-то связаны с корнями уравнения, очень сильно намекает на теорему Виета! Запишем её для обоих трёхчленов, получив систему из четырёх уравнений. Попробуем подставить одно в другое?
Подсказка 2
Очень удобно будет рассматривать случай произведения, так что выразим b с помощью d=ab и b=cd. Получается уравнение с тремя неизвестными. Осталось только аккуратно рассмотреть все случаи (помните, что случай b=0 нужно рассмотреть отдельно), подставить подходящие значения коэффициентов в трёхчлены, найти их корни и проверить, удовлетворяют ли они условию
Подсказка 3
Помните, что если два трёхчлена имеют одинаковый корень, то их разница тоже имеет этот же корень!
Запишем условие с помощью теоремы Виета: ,
,
,
. Из второго и третьего равенств следует, что
.
Если , то
и
, тогда трёхчлены имеют вид
и
. Понятно, что они подходят к условию.
Пусть теперь , тогда в равенстве
на
можно сократить. Получим
. Из этого следует, что
. Таким
образом, трёхчлены имеют вид
и
. Они оба имеют корень
, значит этот же корень имеет их разность
, то есть
.
ненулевое, значит
, откуда
.
Если , то трёхчлен
имеет корень
, то есть
, но
ненулевое, противоречие.
Если , то при
трёхчлен
равен
, откуда
и оба трёхчлена имеют вид
.