Algebra · real student question

Функция f задана формулой f(x) = ax² + bx + c, где a, b и c — постоянные. Уравнение f(x) = 0 имеет решения x = 1 и x = −7. Если a — целое число, большее 1, то a + b ≥ n для каждой такой функции f. Каково наибольшее возможное значение n?

Question

Функция ff задана формулой f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^{2}+bx+c, где aa, bb и cc — постоянные. Уравнение f(x)=0f(x)=0 имеет решения x=1x=1 и x=7x=-7.

Если aa — целое число, большее 11, то a+bna+b\ge n для каждой такой функции ff. Каково наибольшее возможное значение постоянной nn?

Step-by-step solution

  1. Переведём два корня в разложение на множители. Квадратичная функция определяется своими корнями с точностью до одного числового множителя. Раз f(1)=0f(1)=0 и f(7)=0f(-7)=0, то на ff делятся оба множителя (x1)(x-1) и (x+7)(x+7), поэтому

    f(x)=a(x1)(x+7)f(x)=a(x-1)(x+7)

    для некоторой постоянной aa — и это тот же старший коэффициент, что и в записи ax2+bx+cax^{2}+bx+c, потому что произведение (x1)(x+7)(x-1)(x+7) имеет старший коэффициент 11.

  2. Раскроем скобки и выразим bb через aa.

    f(x)=a(x2+6x7)=ax2+6ax7a,f(x)=a\left(x^{2}+6x-7\right)=ax^{2}+6ax-7a,

    так что сравнение коэффициентов даёт b=6ab=6a и c=7ac=-7a. Теперь всё определяется единственной неизвестной aa.

  3. Запишем оцениваемую величину.

    a+b=a+6a=7a.a+b=a+6a=7a.

    Значит, вопрос «насколько большим может быть nn, если неравенство a+bna+b\ge n выполняется всегда?» на самом деле означает «насколько малым может стать 7a7a?».

  4. Минимизируем по допустимым значениям aa. По условию aaцелое число, большее 1, поэтому возможные значения a=2,3,4,a=2,3,4,\dots, и наименьшее из них a=2a=2. (Условие a0a\ne 0 выполняется автоматически: у квадратичной функции старший коэффициент ненулевой.) Значит, наименьшее значение a+ba+b равно

    7(2)=14.7(2)=14.

  5. Переведём минимум в ответ. Неравенство a+bna+b\ge n должно выполняться для каждой допустимой функции ff, поэтому nn не может превышать наименьшего из значений, которые принимает a+ba+b. Это наименьшее значение 1414 достигается (при a=2a=2, то есть f(x)=2x2+12x14f(x)=2x^{2}+12x-14), поэтому n=14n=14 подходит, а ничто большее — нет:

    nmax=14.n_{\max}=14.

Answer

n=14n=14

Need to solve a different problem like this? Open the solver →