专题地图 › 多项式
2025 年北京预赛
共轭五次根式与五次方程
F3填空题多项式
已知正整数 m,n 满足 m2−n=32,且
5m+n+5m−n
是方程
x5−10x3+20x−40=0
的一个实根,则 m+n=。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
标准答案:388
解析
思路
把两个五次根分别记为 u,v;已知的 m2−n 能立即确定 uv,再展开 (u+v)5 与给定多项式比较常数项。
解答
令
u=5m+n,v=5m−n,y=u+v.
因为 m2−n=32,所以
uv=5m2−n=2,u5+v5=2m.
恒等式
(u+v)5−5uv(u+v)3+5(uv)2(u+v)=u5+v5
于是给出
y5−10y3+20y−2m=0.
它与题设方程在实数 y 处的左边相等,故 2m=40,即 m=20。从而
n=m2−32=368,m+n=388.
复核
m=20,n=368 均为正整数,且 m−n>0;代回五次根恒等式,所得数确为原方程的实根。
方法总结
成对根式 km+n,km−n 的乘积由 m2−n 控制,常可借二元幂和恒等式消去根式。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
选两个五次根为u、v,条件使uv=2,展开其和的五次幂正好匹配给定多项式的中间两项,从常数比较定m。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:用低次关系给高次幂降次
专题卡:难算的式子:换元、降次、递推,消去难算的部分