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。