覆水盆に返そう2
当HPがいつもお世話になっているHN「よおすけ」さんからの出題です。
(平成27年2月13日付け)
G先生が、2つの方程式の共通解を求めようと解いている最中、お茶を以下のようにこぼ
してしまい、頭を抱えてしまいました。G先生になったつもりで解いてみて下さい。
3次方程式 x3+9x2///////=0 、4次方程式 x4−1040x/////=0
(答) x3+9x2+ax+b=0 、x4−1040x+c=0 として、共通解を持つので、
x4−x3−9x2−(a+1040)x−b+c=0
この4つの解 α、β、γ、δについて、解と係数の関係から、
α+β+γ+δ=1 、 αβ+αγ+αδ+βγ+βδ+γδ=−9
これらを満たす α、β、γ、δをとりあえず見つければいいのかな?
α=4、β=−1、γ=−1、δ=−1 とすれば、条件を満たす。このとき、
(x−4)(x+1)3=0 から、x4−x3−9x2−11x−4=0
よって、 a+1040=11 から、 a=−1029 、b−c=4 となる。
共通解が−1のとき、 −a+b=−8 より、 b=−1037
1041+c=0 より、 c=−1041
共通解が4のとき、 4a+b=−100 より、 b=4016
b−c=4 より、 c=4012
という感じでいいのかな?
a=−1029、b=−1037、c=−1041 のとき、
x3+9x2−1029x−1037=0 、x4−1040x−1041=0 より、
(x+1)(x2+8x−1037)=0 、(x+1)(x3−x2+x−1041)=0
a=−1029、b=4016、c=4012 のとき、
x3+9x2−1029x+4016=0 は、4を解に持たないので、不適。
以上から、 a=−1029、b=−1037、c=−1041 のときのみ共通解を持つ。
S(H)さんからのコメントです。(平成27年2月14日付け)
自己責任なので、零した液体を懸命に拭い去り、なんとか讀めるところまで漕ぎ着けた。
x3+9x2−1029x+////=0 、 x4−1040x+////=0
G先生になったつもりで解いてみて下さい。【惨事】に至った3次の方のみ大半が復活した。
4次の方ももう一息で復活可能ですが、それを云っちゃあ、問題にならぬので云いません。
(コメント) −50〜50の範囲で探索したところ、α=4、β=−1、γ=−1、δ=−1 以
外に、α=3、β=1、γ=0、δ=−3 も条件を満たす。このとき、
x(x−3)(x+3)(x−1)=0 から、x4−x3−9x2+9x=0
よって、 a+1040=−9 から、 a=−1049 、b−c=0 となる。
共通解が0のとき、 b=c=0 で、x3+9x2−1049x=0 、x4−1040x=0
よって、a=−1049 、b=c=0 のとき、共通解を持つ。
共通解が3のとき、 3a+b=−108 より、 b=c=3147−108=3039
方程式は、 x3+9x2−1049x+3039=0 、x4−1040x+3039=0 より、
(x−3)(x2+12x−1013)=0 、(x−3)(x3+3x2+9x−1013)=0
よって、a=−1049 、b=c=3039 のとき、共通解を持つ。
共通解が−3のとき、 3a−b=54 より、 b=c=−3147−54=−3201
方程式は、 x3+9x2−1049x−3201=0 、x4−1040x−3201=0 より、
(x+3)(x2+6x−1067)=0 、(x+3)(x3−3x2+9x−1067)=0
よって、a=−1049 、b=c=−3201 のとき、共通解を持つ。
共通解が1のとき、 a+b=−10 より、 b=c=1049−10=1039
方程式は、 x3+9x2−1049x+1039=0 、x4−1040x+1039=0 より、
(x−1)(x2+10x−1039)=0 、(x−3)(x3+x2+x−1039)=0
よって、a=−1049 、b=c=1039 のとき、共通解を持つ。
よおすけさんからのコメントです。(平成27年2月14日付け)
x3+9x2+27x+27=0 、x4−1040x−3201=0 の場合、共通解は、x=−3 と
なります。
S(H)さんからのコメントです。(平成27年2月14日付け)
(a,b,c)を幾つか例示すれば、
{-233, 847, 4879}, {-219, -2196, -33216}, {-221, 555, 3039},
{-213, -2124, -33216},
{-220, -2208, -33216}, {12, -18, -3201}
x3+9x2−1029x+A=0 、x4−1040x+B=0 とすると、例えば、
(A,B)=(-1037, -1041) ・・・ 無論、他にも数多在ると五組例示すれば、
{-15262, -484016}, {-15181, -101201}, {-14661, -559521}, {-14085,-66225},
{-11916, -33216}
以下、工事中!