|
Feladat: |
B.3881 |
Korcsoport: 16-17 |
Nehézségi fok: nehéz |
Megoldó(k): |
Blázsik Zoltán , Honner Balázs , Kardos Kinga Gabriela , Károlyi Márton , Komáromy Dani , Kovács 129 Péter , Kutas Péter , Mészáros Gábor , Milotai Zoltán , Nagy János , Németh Zsolt , Pálovics Róbert , Pásztor Attila , Sümegi Károly , Szabó Tamás , Szalkai Balázs , Szalóki Dávid , Szilágyi Csaba , Szűcs Gergely , Ta Phuong Linh , Tomon István , Udvari Balázs |
Füzet: |
2006/november,
481 - 483. oldal |
PDF | MathML |
Témakör(ök): |
Polinomok, Racionális számok és tulajdonságaik, Feladat |
Hivatkozás(ok): | Feladatok: 2006/január: B.3881 |
|
A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre. Megoldás. Először megmutatjuk, hogy az polinomnak nincs sem első-, sem pedig másodfokú osztója a racionális együtthatós polinomok között. Ha ugyanis lenne ilyen, akkor egy első- és egy másodfokú racionális együtthatós polinom szorzata lenne. Az elsőfokú osztónak a racionális szám gyöke, ami így gyöke lenne az polinomnak is. Azonban egy racionális szám (ahol és egymáshoz relatív prím egészek) köbe sosem 2, hiszen esetén a 2 kitevője a bal oldalon ( prímtényezős felbontásában) osztható 3-mal, a jobb oldalon pedig nem, ami lehetetlen. Másodjára azt igazoljuk, hogy , , racionális számokkal csak esetén állhat fenn. Ekkor gyöke ‐ az polinomon kívül ‐ a (legfeljebb másodfokú) polinomnak; ekkor gyöke e két polinom legnagyobb közös osztójának, -nek is. Az elsőként igazolt tulajdonság miatt csak harmadfokú vagy konstans polinom lehet. Ha harmafokú, akkor csak úgy lehet egy legfeljebb másodfokú polinomnak az osztója, ha az nulla, vagyis . Ha pedig konstans, akkor ‐ mivel van gyöke ‐ csak a nulla polinom lehet, ami viszont nem osztója -nek; ez az eset tehát nem következhet be. A feladat állításának bizonyításához végezzük el az hatványozást az azonosság ismételt alkalmazásával:
A másodjára bizonyított állítás szerint a kapott szám csak úgy lehet racionális, ha , és . Adjuk hozzá az első egyenlőség -szereséhez a második -szorosát: | | A megoldás elején beláttuk, hogy a második tényező csak akkor nulla, ha és is az, különben pedig , amiből például az előbbi első egyenlet révén következik; tehát ekkor is az , , számok közül legalább kettő nulla.
Megjegyzések. 1. A megoldás fontos részét képező egyértelmű előállíthatóság alakban (illetve ennek általános formája) megtalálható a feladat kitűzőjének, Fried Ervinnek a cikkében, lapunk januári számának 7. oldalán. 2. A közölt megoldás módszerével könnyen bizonyítható hasonló állítás helyett -re, ahol tetszőleges olyan egész, ami nem köbszám. ,,Felsőbb'' algebrai eszközökkel pedig hasonló eredmény látható be -re is, ha prímszám, és az egész nem -edik hatvány. |
|