證明方程$(x-a)(x-b)+(x-b)(x-c)+(x-c)(x-a)=0$的兩個根都是實數,但只有當$a=b=c$時,這兩個根才相等。


已知

已知二次方程為$(x-a)(x-b)+(x-b)(x-c)+(x-c)(x-a)=0$。


需要做的事情

我們需要證明方程$(x-a)(x-b)+(x-b)(x-c)+(x-c)(x-a)=0$的兩個根都是實數,但只有當$a=b=c$時,這兩個根才相等。


解答

$(x-a)(x-b)+(x-b)(x-c)+(x-c)(x-a)=0$

$x^2-ax-bx+ab+x^2-bx-cx+bc+x^2-cx-ax+ac=0$

$3x^2+(-a-b-b-c-c-a)x+(ab+bc+ca)=0$

$3x^2-2(a+b+c)x+(ab+bc+ca)=0$

將給定的二次方程與二次方程的標準形式$ax^2+bx+c=0$進行比較,得到:

$a=3, b=-2(a+b+c)$ 和 $c=(ab+bc+ca)$。

二次方程標準形式$ax^2+bx+c=0$的判別式為$D=b^2-4ac$。

$D=[-2(a+b+c)]^2-4(3)(ab+bc+ca)$

$D=4(a^2+b^2+c^2+2ab+2bc+2ca)-12(ab+bc+ca)$

$D=4(a^2+b^2+c^2+2ab+2bc+2ca-3ab-3bc-3ca)$

$D=4(a^2+b^2+c^2-ab-bc-ca)$

$D=2(2a^2+2b^2+2c^2-2ab-2bc-2ca)$

$D=2(a^2-2ab+b^2+b^2-2bc+c^2+c^2-2ca+c^2)$

$D=2[(a-b)^2+(b-c)^2+(c-a)^2]$

$D>0$ 或當 $a=b=c$ 時 $D=0$

因此,方程$(x-a)(x-b)+(x-b)(x-c)+(x-c)(x-a)=0$的根都是實數,但只有當$a=b=c$時,這兩個根才相等。

更新於: 2022年10月10日

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