易混 2025 年北京预赛 · P006193
两题都要求整数系数的最小规模并限制两个根的位置,但有效的有限化程度不同。较宽范围可由根积和判别式直接给两个系数下界;窄开区间则需联用根和、根积及端点检验筛完有限候选。
两个根必须互异且同时满足范围。一个小系数组合能达到界,并不代表另一题只靠判别式也能略去逐项区间核验。
整系数二次函数单位区间内两根的系数极值
已知 都是正整数,函数
的图象与 轴有两个不同的交点 。如果
求 的最小值。
这是解答题,请在纸上写出完整过程。写完后对照解答给自己评分。
两个不同交点先给出判别式严格为正,从而限制 ;根的乘积为 ,结合两根绝对值 不超过 ,可排除 。
这两个整数下界已经足够,并可直接构造取等情形。
因为方程
有两个不同实根,所以
若 ,则因 ,有
与 (1) 矛盾。因此
由韦达定理,
若 ,则 。结合 ,只能有 。又因
两根只能同时为 ,这与两根不同矛盾。故
由 (2)、(3),
取 时,
两个根为 ,互不相同且绝对值均不超过 。所以最小值可以达到,故
下界只使用了正整数性、两实根互异和根的范围,没有把必要条件误当成充分条件;最后的 显式构造同时验证了所有题设条件,因而完成了可达性。
整系数二次方程的系数极值题,常先由判别式给一个系数的整数下界,再由韦达定理和根的 范围约束另一个系数。得到下界后必须给出具体多项式验证取等。
判别式直接迫使b≥3,根乘积与互异性迫使a≥2,再验证a=2、b=3有两根落在区间。
易混 2025 年北京预赛 · P006193
两题都要求整数系数的最小规模并限制两个根的位置,但有效的有限化程度不同。较宽范围可由根积和判别式直接给两个系数下界;窄开区间则需联用根和、根积及端点检验筛完有限候选。
两个根必须互异且同时满足范围。一个小系数组合能达到界,并不代表另一题只靠判别式也能略去逐项区间核验。
已记下,谢谢!