Feladat: 1028. matematika gyakorlat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: könnyű
Megoldó(k):  Sas Éva 
Füzet: 1966/november, 143. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Algebrai átalakítások, Műveletek polinomokkal, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1966/január: 1028. matematika gyakorlat

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

I. A kérdéses másodfokú polinom x2+px+q alakú, mert x2 együtthatója csak 1 lehet.

(x2+px+q)2=x4+2px3+(p2+2q)x2+2pqx+q2
akkor és csak akkor azonos (1)-gyel, ha az
a=2p,b=p2+2q,c=2pq,d=q2(3)
egyenlőségek mindegyike teljesül. Ezeket (2) bal oldalába beírva valóban
8p3q2-8pq2(p2+2q)+16pq3=0.

Pl. az (x2+3x+2)2 polinom esetében p=3, q=2; a=6, b=13, c=12, d=4, ezeket (2) bal oldalába helyettesítve valóban 0-t kapunk.
II. Egyetlen példa elég annak megmutatására, hogy nem minden a (2)-t kielégítő a, b, c, d számnégyeshez létezik a kérdéses x2+px+q polinom. Ilyen pl. a=1, b=c=d=0, mert x4+x3 nem négyzete semmilyen polinomnak. (Látható ez (3)-ból is, az utolsó egyenletből q=0, így a másodikból p=0, ezek a harmadik egyenletet kielégítik, de az elsőt nem.)
Általában a p, q számpárt mindig meghatározza a, b, c, d közül már kettőnek az értéke (3) megfelelő egyenletei alapján (esetenként több megoldás is lehet, de mindenesetre véges számú), és ezek a további két egyenletet általában nem elégítik ki. Viszont (2) teljesíthető akkor is, ha a p, q meghatározásához felhasznált két betűn túl egy harmadiknak az értékét is megválasztottuk, pl. bármely a, c, d értékhármas esetén a b=(ac2+8cd)/4 ad értékkel ‐ hacsak a, d egyike sem 0, különben pedig bármely b-vel.
 
Sass Éva (Szekszárd, Garay J. g. I. o. t.)

 
Megjegyzés. A (2) összefüggés kiadódik, ha (3)-ból p-t és q-t küszöböljük ki. Az első és a harmadik egyenlet fölhasználásával p=a/2, q=c/2p=c/a, ezeket a második egyenletbe helyettesítve, majd a negyedik fölhasználásával a2=(c/q)2=c2/d-t írva:
b=a24+2ca=c24d+2ca.
Eszerint (2) következménye (3)-nak, de természetesen nem ekvivalens vele.