每日一题[3972]解方程组

已知 $a,b,c,d\in \mathbb R$,且\[a+bcd=b+cda=c+dab=d+abc=2,\]则方程组的实数解 $(a,b,c,d)$ 的个数为(       )

A.$1$

B.$5$

C.$9$

D.以上答案都不对

答案    B.

解析    设 $abcd=t$,则\[a+\dfrac ta=b+\dfrac tb=c+\dfrac tc=d+\dfrac td=2,\]而注意到 $y=x+\dfrac tx$ 与直线 $y=2$ 至多有 $2$ 个公共点,于是 $a,b,c,d$ 至多有两个不同的取值.

情形一     $a,b,c,d$ 只有一种取值.此时\[a+a^3=2\iff a=1,\]于是 $(a,b,c,d)=(1,1,1,1)$.

情形二     $a,b,c,d$ 有两种取值. ① $a=b=c$.此时\[a+a^2d=d+a^3=2\implies (a-d)(1-a^2)=0,\]解得 $(a,d)=(1,1)$(舍去)或 $(a,d)=(-1,3)$,因此 $(a,b,c,d)=(-1,3,-1,-1)_{\rm cyc}$ 共 $4$ 组. ② $a=b$,$c=d$.此时\[a+ac^2=c+ca^2=2\implies (a-c)(1-ac)=0,\]于是 $ac=1$,进而 $(a,c)=(1,1)$(舍去).

综上所述,方程组的实数解 $(a,b,c,d)$ 的个数为 $5$.

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