题目
Problem
3. The quadratic equation
2x2−5x+7=0
has roots α and β
Without solving the equation,
(a) write down the value of (α+β) and the value of αβ
(1)
(b) determine, giving each answer as a simplified fraction, the value of
(i) α2+β2
(ii) α3+β3
(4)
(c) find a quadratic equation that has roots
α+β21and β+α21
giving your answer in the form px2+qx+r=0 where p, q and r are integers to be determined.
(4)
题目中文翻译
- 二次方程
2x2−5x+7=0
的根为 α 和 β。
不解方程,
(a) 写出 (α+β) 和 αβ 的值。
(1)
(b) 求下列各式的值(答案用最简分数表示):
(i) α2+β2
(ii) α3+β3
(4)
(c) 求一个二次方程,使其根为
α+β21和 β+α21
答案写成 px2+qx+r=0 的形式,其中 p、q 和 r 是待定整数。
(4)
解答
(a)
解法一
思路
展开
直接使用二次方程的根与系数关系:两根之和为一次项系数的相反数除以二次项系数,两根之积为常数项除以二次项系数。
答题过程
展开
For the equation 2x2−5x+7=0, the sum and product of the roots are
α+β=−2−5=25
and
αβ=27.
(b)(i)
解法一
思路
展开
利用恒等式
=α2+β2(α+β)2−2αβ,
代入 (a) 的结果。
答题过程
展开
=====α2+β2(α+β)2−2αβ(25)2−2(27)425−7425−28−43.
(b)(ii)
解法一
思路
展开
利用立方和恒等式,把 α3+β3 改写成只含 α+β 与 αβ 的式子。
答题过程
展开
=====α3+β3(α+β)3−3αβ(α+β)(25)3−3(27)(25)8125−41058125−210−885.
(c)
解法一
思路
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把题目给出的两个新根记为 u、v。分别求 u+v 与 uv,其中分母展开后可用 (a)、(b) 的对称式结果化简;最后使用根为 u、v 的二次方程
x2−(u+v)x+uv=0.
答题过程
展开
Let
u=α+β21
and
v=β+α21.
The common denominator required for both the sum and the product is
D=======(α+β2)(β+α2)αβ+α3+β3+α2β2αβ+(α3+β3)+(αβ)227−885+(27)227−885+449828−85+98841.
Since D=0, both new roots are defined. Their sum is
======u+vDβ+α2+α+β2Dα2+β2+α+β841−43+258414747×4184114.
Their product is
uv===D18411418.
Hence the required quadratic equation is
x2−(u+v)x+uv=0,
that is,
x2−4114x+418=0.
Multiplying by 41 gives
41x2−14x+8=0.
Therefore,
41x2−14x+8=0.