Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
 № 2114
i

Дан мно­го­член  p левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка = z в кубе плюс az плюс b,  a, b, z при­над­ле­жит C

а)  Пусть  a = минус i,  b = 1 минус i. Най­ди­те корни мно­го­чле­на p левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка (и за­пи­ши­те их в ал­геб­ра­и­че­ской форме).

б)  Най­ди­те все пары  левая круг­лая скоб­ка a; b пра­вая круг­лая скоб­ка , при ко­то­рых один из кор­ней мно­го­чле­на p левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка сов­па­да­ет с се­ре­ди­ной от­рез­ка между двумя дру­ги­ми (здесь и в сле­ду­ю­щем пунк­те мы отож­деств­ля­ем ком­плекс­ные числа с точ­ка­ми плос­ко­сти).

в)  Най­ди­те все пары  левая круг­лая скоб­ка a; b пра­вая круг­лая скоб­ка , при ко­то­рых корни мно­го­чле­на p левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка лежат в вер­ши­нах рав­но­сто­рон­не­го тре­уголь­ни­ка.

г)  До­ка­жи­те, что если  |p левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка | мень­ше или равно 1 при всех  |z| = 1, то  a = b = 0.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  левая фи­гур­ная скоб­ка минус 1; минус i; 1 плюс i пра­вая фи­гур­ная скоб­ка .

б)  По усло­вию  z_1 плюс z_2 = 2z_3, в силу фор­мул Виета  z_1 плюс z_2 плюс z_3 = 0, по­это­му  z_3 = 0, зна­чит,  b = 0.

в)  Так как  z_1 плюс z_2 плюс z_3 =0, то центр тре­уголь­ни­ка сов­па­да­ет с на­ча­лом ко­ор­ди­нат, по­это­му

 z_j = c левая круг­лая скоб­ка ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 2 Пи j, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс синус дробь: чис­ли­тель: 2 Пи j, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка .

Пря­мая про­вер­ка по­ка­зы­ва­ет, что  a = z_1 z_2 плюс z_2 z_3 плюс z_3 z_1 = 0.

 

При­ве­дем еще одно ре­ше­ние. Так как сумма кор­ней равна нулю:  z_1 плюс z_2 плюс z_3 = 0, и они яв­ля­ют­ся вер­ши­на­ми рав­но­сто­рон­не­го тре­уголь­ни­ка с цен­тром в нуле, то они имеют вид z_1, z_1 \omega, z_1 \omega в квад­ра­те где \omega=e в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 Пи i / 3 пра­вая круг­лая скоб­ка   — ку­би­че­ский ко­рень из 1, \omega не равно q 1. Сле­до­ва­тель­но, они яв­ля­ют­ся кор­ня­ми урав­не­ния z в кубе =z_1 в кубе . Обо­зна­чим b_1=z_1 в кубе . Тогда каж­дый ко­рень удо­вле­тво­ря­ет си­сте­ме:

 левая фи­гур­ная скоб­ка \beginarrayl z в кубе плюс a z плюс b=0, z в кубе минус b_1=0. \endarray.

Вы­чи­тая, по­лу­ча­ем a z плюс b плюс b_1=0 для всех трех кор­ней. Это ли­ней­ное урав­не­ние имеет три раз­лич­ных корня, что воз­мож­но толь­ко если его ко­эф­фи­ци­ен­ты равны нулю: a=0 и b плюс b_1=0. От­сю­да b_1= минус b. Тогда ис­ход­ное урав­не­ние при­ни­ма­ет вид z в кубе минус b=0, так как a=0, его корни  — ку­би­че­ские корни из b. Чтобы они были раз­лич­ны, нужно b не равно q 0. Таким об­ра­зом, все ис­ко­мые пары: a=0, b при­над­ле­жит C \backslash левая фи­гур­ная скоб­ка 0 пра­вая фи­гур­ная скоб­ка .

 

г)  Пусть  z = ко­си­нус \varphi плюс синус \varphi. Тогда

 |p левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка | в квад­ра­те = 1 плюс |a| в квад­ра­те плюс |b| в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка a_1 ко­си­нус 2 \varphi плюс a_2 синус 2 \varphi пра­вая круг­лая скоб­ка плюс левая круг­лая скоб­ка b_1 ко­си­нус 3 \varphi плюс b_2 синус 3 \varphi пра­вая круг­лая скоб­ка плюс
 плюс левая круг­лая скоб­ка a \overlineb z плюс \overlinea b \overlinez пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше или равно 1 плюс левая круг­лая скоб­ка a_1 ко­си­нус 2 \varphi плюс a_2 синус 2 \varphi пра­вая круг­лая скоб­ка плюс левая круг­лая скоб­ка b_1 ко­си­нус 3 \varphi плюс b_2 синус 3 \varphi пра­вая круг­лая скоб­ка .

Оста­лось по­ка­зать, что если  a в квад­ра­те _1 плюс a в квад­ра­те _2 плюс b в квад­ра­те _1 плюс b в квад­ра­те _2 не равно q 0, то най­дет­ся ре­ше­ние си­сте­мы не­ра­венств

 си­сте­ма вы­ра­же­ний a_1 ко­си­нус 2 \varphi плюс a_2 синус 2 \varphi боль­ше или равно 0, b_1 ко­си­нус 3 \varphi плюс b_2 синус 3 \varphi боль­ше или равно 0, конец си­сте­мы .

для ко­то­ро­го хотя бы одно из этих не­ра­венств яв­ля­ет­ся стро­гим (тогда  |p левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка | боль­ше 1 пра­вая круг­лая скоб­ка . Дей­стви­тель­но, если  a_1 ко­си­нус 2 \varphi_0 плюс a_2 синус 2 \varphi_0 боль­ше 0, то и

 a_1 ко­си­нус 2 левая круг­лая скоб­ка \varphi_0 плюс Пи пра­вая круг­лая скоб­ка плюс a_2 синус 2 левая круг­лая скоб­ка \varphi_0 плюс Пи пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше 0.

С дру­гой сто­ро­ны, при под­ста­нов­ке  \varphi_0 и  \varphi_0 плюс Пи во вто­рое вы­ра­же­ние по­лу­ча­ем зна­че­ния про­ти­во­по­лож­ных зна­ков.

 

Ответ: а)  левая фи­гур­ная скоб­ка минус 1; минус i; 1 плюс i пра­вая фи­гур­ная скоб­ка ; б)  b = 0, a любое; в)  a = 0,  b не равно q 0.

 

----------

Дуб­ли­ру­ет за­да­ние 2109.


-------------
Дублирует задание № 2109.
Спрятать критерии
Критерии проверки:

? Источники:
? Классификатор: Дей­ствия над ком­плекс­ны­ми чис­ла­ми , Урав­не­ния с ком­плекс­ны­ми чис­ла­ми и их си­сте­мы
?
Сложность: 11 из 10
Источник: сайт Решу урок  —  выпускные экзамены по математике, задание № 2109.