Задача
Пусть n – натуральное число. На 2n + 1 карточках написано по ненулевому целому числу; сумма всех чисел также ненулевая. Требуется этими карточками заменить звёздочки в выражении *x2n + *x2n–1 + ... *x + * так, чтобы полученный многочлен не имел целых корней. Всегда ли это можно сделать?
Решение
Пусть p0, p1, ..., p2n – числа на карточках, причём p2n – наибольшее по модулю из них. Поставим pi коэффициентом при xi. Тогда, если a – целое число, по модулю не меньшее 2, то |p2na2n| > |p2n|(|a2n–1| + |a2n–2| + ... + 1) ≥ |p2n–1a2n–1| + |p2n–2a2n–2| + ... + |p0| ≥ |p2n–1a2n–1 + p2n–2a2n–2 + ... + p0, так что a – не корень полученного многочлена.
Осталось переставить коэффициенты p2n–1, p2n–2, ..., p0 так, чтобы числа 0 и ±1 также не были корнями. Числа 0 и 1 в любом случае корнями не являются, поскольку p0 ≠ 0 ≠ p2n + p2n–1 + p2n–2 + ... + p0 по условию. Предположим, что x0 = –1 является корнем многочлена при любой перестановке коэффициентов p2n–1, p2n–2, ..., p0. Тогда, если поменять местами pi и pi–1 (при i = 1, 2, ..., 2n – 1), значение многочлена в x0 не изменится, что возможно лишь при pi = pi–1. Но тогда наш многочлен имеет вид p2na2n + p0(x2n–1 + x2n–2 + ... + 1), и его значение в точке x0 = –1 равно p2n ≠ 0. Противоречие.
Ответ
Всегда.
Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь