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系数成等差数列的二次多项式整数零点:求m+n+mn的值

解题思路与步骤

嘿,我来帮你梳理下这个问题的解法——其实不用硬套求根公式,结合韦达定理等差数列条件就能轻松搞定,一步步来:

1. 转化已知条件

  • 因为a、b、c成等差数列,根据等差数列核心性质可得:2b = a + c,且a、b、c均为正数。
  • 设m、n是二次方程ax²+bx+c=0的整数根,由韦达定理可知:
    • 两根之和:m + n = -b/a
    • 两根之积:mn = c/a

2. 联立条件推导关键等式

我们的目标是求m + n + mn,先把韦达定理的式子变形,用a、m、n表示b和c:

  • m + n = -b/a得:b = -a(m + n)
  • mn = c/a得:c = a·mn

把b和c代入等差数列的条件2b = a + c中:

2·(-a(m + n)) = a + a·mn

因为a是正数(不等于0),两边同时除以a,化简后得到:

-2(m + n) = 1 + mn

3. 因式分解寻找整数解

把上面的等式整理一下,通过加4凑出可因式分解的形式:

mn + 2m + 2n = -1
mn + 2m + 2n + 4 = 3
(m + 2)(n + 2) = 3

接下来,因为m、n是整数,所以m+2n+2都是3的整数因数对。再结合a、b、c为正数的条件筛选:

  • b = -a(m + n) > 0(a>0),可得m + n < 0
  • c = a·mn > 0(a>0),可得mn > 0,说明m、n同号,结合m+n<0可知m、n都是负数

3的整数因数对中,满足m、n为负数的只有两组:

  • (m+2, n+2) = (-1, -3) → m=-3,n=-5
  • (m+2, n+2) = (-3, -1) → m=-5,n=-3

4. 计算目标值

不管哪一组解,代入m + n + mn

(-3) + (-5) + (-3)×(-5) = -8 + 15 = 7

所以最终结果就是7


内容的提问来源于stack exchange,提问作者Arunabh

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