MediuPolinoameClasa 10

Problemă rezolvată de Polinoame

MediuPolinoameNumere Complexe
Fie polinomul Q(z)=z4+az3+bz2+az+1Q(z) = z^4 + az^3 + bz^2 + az + 1, unde a,bCa, b \in \mathbb{C}. Dacă toate rădăcinile ecuației Q(z)=0Q(z) = 0 au modulul egal cu 1, demonstrați că aa și bb sunt numere reale și determinați o relație între aa și bb.

Rezolvare completă

10 puncte · 3 pași
14 puncte
Observăm că Q(z)=z4Q(1/z)Q(z) = z^4 Q(1/z) pentru z0z \neq 0. Dacă Q(z)=0Q(z) = 0, atunci Q(1/z)=0Q(1/z) = 0, deci 1/z1/z este și el rădăcină.
23 puncte
Cum toate rădăcinile au modulul 1, z=1|z| = 1, deci 1/z=z1/z = \overline{z}, conjugatul complex. Astfel, rădăcinile sunt perechi de numere complexe conjugate.
33 puncte
Fie rădăcinile z1,z2,z3,z4z_1, z_2, z_3, z_4. Din relațiile lui Viete, suma rădăcinilor este a-a și suma produselor câte două este bb. Deoarece rădăcinile sunt perechi conjugate, aceste sume sunt numere reale, deci aa și bb sunt reali. Pentru a găsi o relație, notăm pentru orice rădăcină zz, w=z+1/zw = z + 1/z, care este real. Din Q(z)=0Q(z)=0, împărțind la z2z^2, obținem z2+1/z2+a(z+1/z)+b=0z^2 + 1/z^2 + a(z + 1/z) + b = 0, adică w22+aw+b=0w^2 - 2 + a w + b = 0, sau w2+aw+(b2)=0w^2 + a w + (b-2) = 0. Pentru ca această ecuație să aibă soluții reale ww, discriminantul trebuie să fie nenegativ: a24(b2)0a^2 - 4(b-2) \geq 0, deci a24b8a^2 \geq 4b - 8.

Ai rezolvat această problemă?

Trimite soluția ta și primește feedback AI detaliat — vezi exact unde ai greșit și cum să îmbunătățești.

Vreau evaluare AI — e gratuit

50 credite gratuite la înregistrare. Fără card, fără obligații.

62 zile până la BAC

Pregătește-te la Polinoame cu AI

Rezolvă probleme pe hârtie, fotografiază și primește feedback instant de la AI — ca de la un profesor.

Vreau evaluare AI pe soluția mea

50 credite gratuite la înregistrare. Fără card, fără obligații.