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数学游戏中得到具有整数根的二次方程

解题方法 2019-10-03 08:14:19 魔数师说 15743 0
摘要:文章探讨了一个数学问题:从二次三项式 (x^2+10x+20) 开始,每次操作可将一次项系数或常数项加1或减1(不能同时变),最终得到 (x^2+20x+10)。通过分析函数在 (x=-1) 处的值(初始为11,最终为-9),每次操作使该值变化±1,因此过程中必经过0,此时二次三项式有整数根 (x=-1),从而证明存在这样的时刻。

题目:教师在黑板上写一个二次三项式$f(x)=x^2+10x+20$,

每个学生再随意把一次项的系数加1或减1,也可以把常数项加1或减1,

但不能两者同时进行,最后得到二次三项式$f(x)=x^2+20x+10$。

是否存在变化过程中某个时刻得到一个具有整数根的二次三项式?

解:设在变化过程中霜个时刻得到的二次三项式为$f(x)=x^2+ax+b$,

根据题设条件可能写出的二次三项式为

$g_1(x)=x^2+(a \\pm 1)x+b$,或$g_2(x)=x^2+ax+(b \\pm 1)$,

令$x=-1$时,有

$f(-1)=1-a+b$,

$g_1(-1)=1-a+b\pm 1$,

$g_2(-1)=1-a+b\pm 1$。

比较上面三式,得到

$g_1(-1)=f(-1)\pm 1 或 g_2(-1)=f(-1)\pm 1$。

这就说明按题设条件进行操作变化时,每次总是二次三项式$f(x)$在$x=-1$时的值增加1或减少1。

又因为在变化前$f(x)=x^2+10x+20$在$x=-1$时的值为11,

变化后,最后得到的$f(x)=x^2+20x+10$在$x=-1$时的值为-9,

所以,在变化过程中必有某个时刻得到的二次三项式在$x=-1$时的值为0,

即此时的二次三项式有整数根$x_0=-1$,得证。

数学操作 数学游戏
一个整数分解和,使分解所得数的积最大 问题征解(20191003)

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