[答1868] 3次方程式の解の絶対値
kを実定数とする3次方程式 x3-30x2+kx-1800=0 の解を a,b,c とします。
|a|>10 ,|b|=10 とするとき、(k,a,b)=?
[解答]
b=10 のとき、103-30・102+10k-1800=0 、10k-3800=0 、k=380 です。
x3-30x2+380x-1800=0 、(x-10)(x2-20x+180)=0 、x=10,10±(4√5)i 、
|10±(4√5)i|=√(102+80)>10 だから、(k,a,b)=(380,10±(4√5)i,10) です。
b=-10 のとき、-103-30・102-10k-1800=0 、-10k-5800=0 、k=-580 です。
x3-30x2-580x-1800=0 、(x+10)(x2-40x-180)=0 、x=-10,20±√580 、
24<√580<25 だから、(k,a,b)=(-580,20+2√145,-10) です。
bが虚数のとき、bの共役複素数もこの方程式の解であり、|a|≠|b| だから、
bとcが共役で、bc=|b|2=100 、
解と係数の関係により、a+b+c=30 ,bc+ca+ab=k ,abc=1800 であり、
a+b+c=30 ,100+a(b+c)=k ,100a=1800 、
a=18 ,b+c=12 ,k=216 、b,c は x2-12x+100=0 の解で 6±8i です。
まとめて、
(k,a,b)=(380,10±(4√5)i,10),(-580,20+2√145,-10),(316,18,6±8i) です。
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