每日一题[2852]偶系方程

若 $x_1,x_2$ 是关于 $x$ 的方程 $x^2+bx+c=0$ 的两个实数根,且 $|x_1|+|x_2|=2|k|$($k$ 是整数),则称方程 $x^2+bx+c=0$ 为偶系二次方程.如方程 $x^2-6x-27=0$,$x^2-2x-8=0$,$x^2+3x-\dfrac{27}4=0$,$x^2+6x-27=0$,$x^2+4x+4=0$,都是偶系二次方程.

1、判断方程 $x^2+x-12=0$ 是不是偶系二次方程,并说明理由.

2、已知 $b$ 是整数,是否存在实数 $c$,使得关于 $x$ 的方程 $x^2+bx+c=0$ 是偶系二次方程,并说明理由.

解析

1、题中方程的两根分别为 $-4,3$,于是 $|x_1|+|x_2|=7$,不是偶系二次方程.

2、判别式 $\Delta=b^2-4c\geqslant 0$,于是 $c\leqslant \dfrac {b^2}4$.根据韦达定理,有 $x_1x_2=c$,于是\[|x_1|+|x_2|=\begin{cases} |x_1+x_2|,&c\geqslant 0,\\ |x_1-x_2|,&c<0,\end{cases}=\begin{cases} |b|,&c\geqslant 0,\\ \sqrt{b^2-4c},&c<0,\end{cases}\] 若 $b$ 是偶数,则取 $c=0$,此时有 $|x_1|+|x_2|=|b|$,因此方程 $x^2+bx+c=0$ 是偶系二次方程; 若 $b$ 是奇数,则取 $c=-\dfrac{3b^2}4$,此时有\[|x_1|+|x_2|=\sqrt{b^2-4\cdot\left(-\dfrac {3b^2}4\right)}=2|b|,\]因此方程 $x^2+bx+c=0$ 是偶系二次方程. 综上所述,对于给定的整数 $b$,取 $c=\begin{cases} 0,&2\mid b,\\ -\dfrac{3b^2}4,&2\nmid b\end{cases}$,即可使得 $x^2+bx+c=0$ 是偶系二次方程.

备注    事实上,若考虑 $x_1+x_2=-b$,取 $x_1=-\dfrac 32b$,$x_2=\dfrac 12b$,则\[|x_1|+|x_2|=\dfrac32|b|+\dfrac 12|b|=2|b|,\]因此只需要取 $c=-\dfrac 34b^2$ 即可.

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