题目
Problem
The cubic equation x3+bx2+cx+d=0, where b, c and d are constants, has roots α, β and γ. It is given that
α+β+γ=α2+β2+γ2=α−1+β−1+γ−1=5,−19,11.
(a) Find the values of b, c and d.
(5)
(b) Find the value of α3+β3+γ3.
(2)
题目中文翻译
三次方程 x3+bx2+cx+d=0 的根为 α、β 和 γ,其中 b、c 和 d 为常数。已知
α+β+γ=α2+β2+γ2=α−1+β−1+γ−1=5,−19,11.
(a) 求 b、c 和 d 的值。
(5)
(b) 求 α3+β3+γ3 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
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依次用根和、平方和及倒数和求三个系数。倒数和的分母是三个根的乘积,韦达公式带负号。
答题过程
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By Vieta’s formulae,
α+β+γ=−b=5,b=−5.
Also αβ+βγ+γα=c. Using the sum of squares,
−19==(α+β+γ)2−2c25−2c,
so c=22.
Since αβγ=−d, the reciprocal sum gives
11=αβγαβ+βγ+γα=−d22.
Thus d=−2.
解法二
思路
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另一种求常数项的方法是将各根的方程除以该根,再把三式相加;根非零由已给倒数和保证。
答题过程
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The sum of roots gives b=−5. The sum of squares gives
−19=52−2c,c=22.
For each root z=0, divide z3−5z2+22z+d=0 by z:
z2−5z+22+zd=0.
Summing over the three roots,
−19−5(5)+22(3)+11d=0.
Hence 22+11d=0, giving
b=−5,c=22,d=−2.
(b)
解法一
思路
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各根都满足原方程,将三式直接相加,常数项要出现三次。
答题过程
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For each root z,
z3=5z2−22z+2.
Summing over α,β,γ gives
α3+β3+γ3==5(−19)−22(5)+3(2)−199.