Condición para una raíz común en dos ecuaciones cuadráticas dadas

Si a , b , C están en progresión geométrica, entonces las ecuaciones a X 2 + 2 b X + C = 0 y d X 2 + 2 mi X + F = 0 tienen una raíz común si d a , mi b , F C están en:

  1. Progresión aritmética
  2. Progresión geométrica
  3. Progresión Armónica

Considerando la primera ecuación como a 1 X 2 + b 1 X + C 1 = 0 y el segundo como a 2 X 2 + b 2 X + C 2 = 0 , apliqué la condición para la raíz común de dos ecuaciones cuadráticas, es decir,

( a 1 b 2 b 1 a 2 ) ( b 1 C 2 C 1 b 2 ) = ( C 1 a 2 a 1 C 2 ) 2
Sin embargo, da una gran ecuación en términos de las constantes y no me lleva ni cerca de encontrar la relación.

Respuestas (6)

Pista: no has usado la información que a , b , C están en progresión geométrica. Puedes escribir b = a r , C = a r 2 y conéctelo a su condición, lo que lo simplifica. También puede configurar a = 1 , que corresponde a dividir la ecuación original por a -si es cero tu ecuacion es solo 0 = 0 Puedes reemplazar la expresión de cada progresión en la segunda ecuación

Si sigues resolviendo X 2 + r X + r 2 = 0 , encuentras que las raíces son proporcionales a r -así que la progresión geométrica claramente no funcionará, ya que eso dice que las dos proporciones son diferentes.

Para dos ecuaciones cuadráticas, { a 0 X 2 + b 0 X + C 0 = 0 a 1 X 2 + b 1 X + C 1 = 0 , si el siguiente determinante
| a 0 b 0 C 0 0 0 a 0 b 0 C 0 a 1 b 1 C 1 0 0 a 1 b 1 C 1 |
desaparece, entonces de hecho hay una raíz común para los dos.

PISTA:

Dejar

C b = b a = r 0 b = a r , C = a r 2

Entonces, a X 2 + 2 b X + C = 0 a ( X 2 + 2 r X + r 2 ) = 0 X = r

d ( r ) 2 + 2 mi ( r ) + F = 0 r = mi ± mi 2 d F d

Un enfoque más corto sería dividir d r 2 2 mi r + F por a r 2 .

Tenga en cuenta que el discriminante de la primera ecuación es b 2 4 a C . Como a,b,c están en GP, ​​debemos tener

b 2 = a C
Y obtenemos que el discriminante de la primera cuadrática sea 0. Por lo tanto a X 2 + 2 b X + C = 0 tiene raíces iguales. Y dado que de acuerdo con la pregunta, d X 2 + 2 mi X + F = 0 tiene una raíz común, implica que ambas cuadráticas son proporcionales entre sí.
d X 2 + 2 mi X + F = k ( a X 2 + 2 b X + C )
Finalmente comparando los coeficientes obtenemos, d = a k , 2 mi = 2 b k y F = C k y por lo tanto
d a = mi b = F C = k
esta es la respuesta de escritura

Pista :

Dejar a = r 2 C , b = r C . la primera ecuacion es

( r 2 X 2 + 2 r X + 1 ) C = ( r X + 1 ) 2 = 0.

La raíz es doble, X = 1 r !

Entonces

d r 2 2 mi r + F = 0 ,
y
C d a 2 C mi b + C F C = 0 ,
y tenemos una progresión aritmética.

Usando el método de lab bhattarcharjee,

d ( r ) 2 + 2 mi ( r ) + F = 0
d r 2 2 mi r + F = 0
Dividiendo todo por a r 2 , obtenemos
d a 2 mi a r + F a r 2 = 0
d a + F C = 2 mi b
De este modo, d a , mi b , F C están en progresión aritmética.