如果α和β是二次多项式f(x) = x² - px + q的根,证明α²/β² + β²/α² = p⁴/q² - 4p²/q + 2。


已知

α和β是二次多项式f(x) = x² - px + q的根。


要求

这里,我们需要证明α²/β² + β²/α² = p⁴/q² - 4p²/q + 2。


解答:

我们知道,

二次方程的标准形式为ax² + bx + c = 0,其中a,b和c是

常数,且a≠0

将给定方程与二次方程的标准形式进行比较,

a = 1,b = -p,c = q

根的和 = α + β = -b/a = -(-p)/1 = p。

根的积 = αβ = c/a = q/1 = q。

左边

$ \begin{array}{l}
α²/β² + β²/α² = (α⁴ + β⁴)/(α²β²)
\\
= [(α²)² + (β²)²]/(α²β²)
\\
= [(α² + β²)² - 2α²β²]/(α²β²)
\\
= [((α + β)² - 2αβ)² - 2(αβ)²]/(αβ)²
\\
= [(p² - 2q)² - 2q²]/q²
\\
= [(p² - 2q)² - 2q²]/q²
\\
= [(p⁴ + 4q² - 4p²q) - 2q²]/q²
\\
= [p⁴ + 4q² - 4p²q - 2q²]/q²
\\
= (p⁴ + 2q² - 4p²q)/q²
\end{array}$

右边

$ \begin{array}{l}
p⁴/q² - 4p²/q + 2 = (p⁴ - 4p²q + 2q²)/q²
\\
= (p⁴ + 2q² - 4p²q)/q²
\end{array}$

左边 = 右边

证毕。

更新于: 2022 年 10 月 10 日

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