Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела высшая проба
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#121821

Найдите все вещественные c,  при которых сумма девятых степеней корней уравнения x2− x+c =0  равна нулю, и сумма пятнадцатых степеней тоже равна нулю.

Замечание: Корни могут быть комплексными.

Источники: Высшая проба - 2020, 11.3(см. olymp.hse.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Видим квадратное уравнение, видим сумму (степеней) корней и сразу думаем о ..?

Подсказка 2

Конечно, о теореме Виета🥰. Тогда нам нужно найти возможные произведения корней. Осталось поколдовать с равенствами (например, если умножим нулевое число на что-то, то получим всё ещё ноль, и если из нуля вычтем ноль, всё ещё будет ноль. А потом и поделить на "не ноль" можем!)

Подсказка 3

Дальше поиск искомого c может пойти двумя путями: аналогичными преобразованиями или с использованием монотонности куба, сопряженных чисел и даже тригонометрических равенств!

Показать ответ и решение

Первое решение.

Обозначим корни через x1  и x2.  Воспользуемся теоремой Виета, тогда задача переформулируется так: известно, что  15   15   9   9
x1 + x2 = x1+ x2 = 0  и x1+x2 = 1,  найти x1x2  .

Для начала заметим, что x1x2 ⁄=0,  поскольку в противном случае одно из x1,x2  равно нулю, тогда  9   9
x1 +x2 = 0  влечет, что и второе равно нулю, что противоречит x1+x2 ⁄= 0.

Выполним следующие преобразования:

x91+ x92 = 0

( 9  9)( 6  6)
 x1+x2  x1+ x2 = 0

( 9  9)( 6  6)  ( 15   15)
 x1+x2  x1+x2 −  x1 + x2 =0

 96   6 9
x1x2+ x1x2 = 0

x61x62(x31+ x32)=0

c6(x31+ x32)=0

Поскольку c⁄= 0  имеем

x31+ x32 = 0
(1)

С другой стороны

0= x3+ x3= (x1+ x2)((x1 +x2)2− 3x1x2)=1⋅(12− 3c)
    1   2

Отсюда c= 13.

Второе решение.

Так же как и в первом решении доказываем равенство (1).  Далее вместо последнего шага сделаем следующее. Заметим, что если x1,x2  — действительные корни, то одновременное выполнение (1)  и x1+x2 ⁄=0  невозможно из-за монотонности куба.

Если x1,x2  не действительные, то они сопряжены, тогда их кубы — тоже. Если сумма двух сопряжённых чисел равна нулю, то их аргументы имеют вид π +πk,
2  то есть до возведения в куб аргумент имел вид 1(π +πk),
3 2  или эквивалентно πm-,
 6  где m∈ {1,3,5}.  Обозначив аргумент через r,  имеем для трёх случаев соответственно:

   π          π           5π-
2cos 6r= 1,  2cos 2r= 1,  2cos 6 r=1

В первом случае     1-
r = √3,  в других невозможно, поскольку аргумент — неотрицательное число.

Получаем           2  1
c =x1x2 = r = 3.

Ответ:

 c= 1
   3

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!