每日一题[2168]三星连珠

关于 $x$ 的三次方程 $x^{3} - 15x^{2} + kx - 1105=0$ 的三个复根在复平面上的对应点共线,求正整数 $k$ 的值.

答案    $271$.

解析    三次方程有三个实根或者一个实根两个互相共轭的复数.

情形一    三次方程有三个实根.此时\[k=-x^2+15x+\dfrac{1105}x,\]当 $x<0$ 时,右侧为负实数;当 $x>0$ 时,右侧单调递减,因此不存在正整数 $k$,使得该方程有三个实根.

情形二    三次方程有一个实根和两个互相共轭的复数.由于这三个复根在复平面上的对应点共线,因此这三个复数形如 $x,x+y{\rm i},x-{\rm i}$,根据韦达定理,有\[\begin{cases} x+(x+y{\rm i})+(x-y{\rm i})=15,\\ x(x+y{\rm i})+(x+y{\rm i})(x-y{\rm i})+(x-y{\rm i})x=k,\\ x(x+y{\rm i})(x-y{\rm i})=1105,\end{cases}\iff \begin{cases} x=5,\\ y=\pm 16,\\ k=271.\end{cases}\]

综上所述,正整数 $k$ 的值为 $271$.

此条目发表在每日一题分类目录,贴了标签。将固定链接加入收藏夹。

发表回复