[中學] 成大入學題 四個實根證明b
題目出自成大數學系112年學士班申請入學
數學科筆試,其他各題目都能解很快,這一題不知為什麼卡住
題目:
設a, b為實數,且x^4 - 4x^2 + ax + b = 0 有四個實根
試證明:|b| <=2
我的證明法(非解答,僅供參考)
原式可寫為
(x^2 + sx + t ) (x^2+ ux +v)
其中s, t, u, v都是實數
又由三次項可得 s + u = 0 以此簡化原式為
(x^2 + sx + t ) (x^2 -sx +v)
二次項可得 -s^2 + t + v = -4
常數項可得 tv = b
一開始想動用算術幾何不等式,但那要t,v都>0才行
可去想 b = tv <= (t^2+v^2 + 2tv)/4 (移向可得 (t-v)^2 >0 這在實數皆成立 )
b <= (t+v)^2/4 = (-4+s^2)^2 / 4 = (4-s^2)^2 / 4 < (4)^2 / 4 = 4
因此|b| <= 4
然而這想法又感覺蠻繞,而且最後居然是證明<=4而非題目說的<=2
因此詢問是否有更簡潔易懂且嚴謹的證明
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