题目
Problem
The cubic equation 2x3+x2−px−5=0, where p is a positive constant, has roots α, β, γ.
(a) State, in terms of p, the value of αβ+βγ+γα.
(1)
(b) Find the value of α2βγ+αβ2γ+αβγ2.
(2)
(c) Deduce a cubic equation whose roots are αβ, βγ, αγ.
(1)
(d) Given that α2+β2+γ2=31, find the value of p.
(2)
题目中文翻译
三次方程 2x3+x2−px−5=0 的根为 α、β、γ,其中 p 为正常数。
(a) 写出 αβ+βγ+γα 的值,以 p 表示。
(1)
(b) 求 α2βγ+αβ2γ+αβγ2 的值。
(2)
(c) 推导出一个以 αβ、βγ、αγ 为根的三次方程。
(1)
(d) 已知 α2+β2+γ2=31,求 p 的值。
(2)
原卷通用作答要求
Answer all questions. You should use a calculator where appropriate.
You must show all necessary working clearly; no marks will be given for unsupported answers from a calculator.
Give non-exact numerical answers correct to 3 significant figures, or 1 decimal place for angles in degrees, unless a different level of accuracy is specified in the question.
请回答所有题目。适当时应使用计算器。必须清楚展示所有必要的计算过程;仅给出计算器答案而没有过程,不予评分。除非题目另有精度要求,非精确数值答案保留 3 位有效数字,以度为单位的角度保留 1 位小数。
解答
(a)
解法一
思路
展开
用韦达定理读取二次对称和,注意首项系数是2。
答题过程
展开
Vieta’s formula gives
αβ+βγ+γα=−2p.
(b)
解法一
思路
展开
提取三根之积,余下是三根之和,两者都能从原方程读取。
答题过程
展开
From the original cubic,
αβγ=25,α+β+γ=−21.
Hence
α2βγ+αβ2γ+αβγ2===αβγ(α+β+γ)25(−21)−45.
(c)
解法一
思路
展开
新根的一次和、二次对称和、三根积都已知,按三次方程系数的交替符号组装。
答题过程
展开
For the new roots αβ,βγ,αγ:
- Their sum is −p/2, by (a).
- Their pairwise product sum is −5/4, by (b).
- Their product is (αβγ)2=25/4.
Thus a required equation is
z3+2pz2−45z−425=0,
or, equivalently,
4z3+2pz2−5z−25=0.
(d)
解法一
思路
展开
用平方和恒等式把给定条件化成p的一次方程。
答题过程
展开
α2+β2+γ2==(α+β+γ)2−2(αβ+βγ+γα)41+p.
Thus 31=41+p, so p=121, which is positive.