Feladat: F.2062 Korcsoport: 18- Nehézségi fok: nehéz
Megoldó(k):  Ármós L. ,  Balázs I. J. ,  Bartke I. ,  Blázsik Z. ,  Csapó I. ,  Cseke I. ,  Csikós B. ,  Dózsa Gábor ,  Erdélyi T. ,  Fegyverneki S. ,  Frank J. ,  Friedl Katalin ,  G. Horváth Á. ,  Gubics J. ,  Hajnal P. ,  Harsányi J. ,  Homonnay Géza ,  Horváth M. ,  Ivanyos G. ,  Knébel I. ,  Kolozsy A. ,  Koncz K. ,  Krizsán I. ,  Laczkó M. ,  Laszip A. ,  Lenkei P. ,  Lukács Erzsébet ,  Máth J. ,  Molnár I. ,  Nagy L. ,  Németh Csőka M. ,  Németh E. ,  Rapai T. ,  Révész Z. ,  Szabó K. ,  Szabó S. ,  Szegedy M. ,  Székely Z. ,  Szőke R. ,  Tábori L. ,  Tóth Cs. ,  Zempléni A. 
Füzet: 1977/március, 107 - 108. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Egységgyökök, Műveletek polinomokkal, Egész együtthatós polinomok, Mértani sorozat, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1976/november: F.2062

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

P(x5)+xQ(x5)+x2R(x5)=(1+x+x2+x3+x4)S(x).(1)
I. megoldás. Tetszőleges F(x) polinomra igaz, hogy F(x)-F(1) osztható (x-1)-gyel. Legyen ugyanis F(x)=anxn+...+a1x+a0 ekkor F(x)-F(1)=an(xn-1)+...+a1(x-1), amelyben minden tag osztható (x-1)-gyel.
AP,Q,R polinomokat ennek alapján írjuk a következő alakba
P(x)=(x-1)p(x)+P(1),Q(x)=(x-1)q(x)+Q(1),R(x)=(x-1)r(x)+R(1).


A polinomokra érvényes az (1) egyenlőség, ezért
(x5-1)[p(x5)+xq(x5)+x2r(x5)]+P(1)+xQ(1)+x2R(1)==(1+x+x2+x3+x4)S(x).


Mivel (x5-1) osztható (1+x+x2+x3+x4)-nel, ezért az egyenlőség minden x-re csak akkor teljesül, ha P(1)+xQ(1)+x2R(1) is osztható (1+x+x2+x3+x4)-nel. Ez viszont csak úgy lehetséges, ha P(1)=Q(1)=R(1)=0, amiből következik, hogy P(x),Q(x),R(x) egyaránt osztható (x-1)-gyel.
Az egyenlőségből látható, hogy S(1)=0 is teljesül, tehát S(x) is osztható (x-1)-gyel.
 

  Dózsa Gábor (Szeged, Radnóti M. Gimn., IV. o. t.)
 

II. megoldás. A polinomok között fennálló (1) egyenlőséget írjuk a
P(x5)+xQ(x5)+x2R(x5)=x5-1x-1S(x)
alakba. Jelentse z az egytől különböző négy komplex ötödik egységgyök valamelyikét. Ezekre z5-1=0, de z-10, így
P(1)+zQ(1)+z2R(1)=0.
Ez z-re nézve másodfokú egyenlet, másrészt tudjuk, hogy van négy különböző megoldása, ami csak úgy lehetséges, ha P(1)=Q(1)=R(1)=0, tehát P(x) osztható (x-1)-gyel.
 

  Homonnay Géza (Budapest, Fazekas M. Gyak. Gimn., IV. o. t.)
 

Megjegyzések. 1. Egyik megoldás sem használta ki, hogy a polinomok egész együtthatósak, valós (sőt komplex) együtthatók is megengedhetők.
2. Mindkét megoldásból látható, hogy
P(x5)+xQ(x5)+x2R(x5)+x3T(x5)=(1+x+x2+x3+x4)S(x)
feltétel esetén is igaz az állítás. Általában, ha
P1(xn)+xP2(xn)+...+xn-2Pn-1(xn)=(1+x+...+xn-1)Pn(x),
akkor mindegyik Pi(x) polinom osztható (x-1)-gyel.
 

 (G.L.)