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求证多项式$x^{2020} + x^{1011} - 2 x^{1010} + x^2 - x + 1$无实根的方法求助

求证多项式$x^{2020} + x^{1011} - 2 x^{1010} + x^2 - x + 1$无实根的方法求助

各位大佬好~我最近卡在了一个多项式无实根的证明题上,想请大家帮忙支支招。题目是要证明:多项式$x^{2020} + x^{1011} - 2 x^{1010} + x^2 - x + 1$没有实根。

之前我看到过一个类似多项式的成功证明方法,本来想套用,但尝试后发现走不通,下面详细说说:

参考的类似多项式解法

之前看到的类似多项式是$x^{2020} + x^{1011} + 2 x^{1010} + x^2 + x + 1$,它的证明步骤如下:

  • 先对多项式进行拆分:
    $$x{1010}(x{1010} + x + 2) + x^2 + x + 1$$
  • 首先,$x2+x+1$对所有实数$x$都*恒大于0*:因为它的二次项系数为正,判别式$\Delta=12-4\times1\times1=-3<0$,所以整个式子开口向上且与x轴无交点,恒正。
  • 接下来只需证明$x^{1010}+x+2>0$:
    • 当$x\le-1$时,$x{1010}=|x|{1010}\ge|x|$(因为指数1010是偶数,且$|x|\ge1$时,高次幂必然大于等于本身),代入得$x^{1010}+x+2\ge|x|+x+2$,而$x\le-1$时$|x|=-x$,所以式子变为$-x+x+2=2>0$;
    • 当$x>-1$时,$x{1010}\ge0$,所以$x{1010}+x+2\ge0+x+2=x+2$,而$x>-1$时$x+2>1>0$;
      由此证明了这个类似多项式恒正,没有实根。

我的尝试与遇到的问题

我试着用同样的拆分思路处理目标多项式,拆分后得到:
$$x^{2020} + x^{1011} - 2 x^{1010} + x^2 - x + 1 = x{1010}(x{1010} + x - 2) + x^2 - x + 1$$
首先,$x^2 - x + 1$同样是恒大于0的:二次项系数为正,判别式$\Delta=(-1)^2-4\times1\times1=-3<0$,开口向上无交点,这点没问题。

我原本以为只要证明$x^{1010} + x - 2>0$就行,但后来验证发现这个式子并不是恒正的——比如当$x=1$时,$1+1-2=0$;在某个区间内甚至会小于0,所以这个拆分方法完全走不通。

想请教大家有没有其他的拆分方式或者证明思路,能证明目标多项式恒大于0,从而没有实根?

备注:内容来源于stack exchange,提问作者user1210867

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最近更新时间:2026.04.21 15:34:31