回答本题时请勿使用计算器。

  1. (a)

    已知 x=1+3ix = 1 + 3\mathrm{i} 是方程
    x3+ax2+18x+b=0x^3 + ax^2 + 18x + b = 0
    的一个根,求实数 aa 和 bb 的值以及其余的根。

  2. (b)

    复数 zz 和 ww 满足以下方程:

    w∗+z=4−6iw−2z=1+10i\begin{aligned} w^* + z &= 4 - 6\mathrm{i} \\ w - 2z &= 1 + 10\mathrm{i} \end{aligned}

    求 zz 和 ww,将你的答案写成 c+idc + \mathrm{i}d 的形式,其中 cc 和 dd 是实数。

先不看答案,让 AI 诊断你卡在哪里?

它不会直接告诉你答案,而是问你卡在哪一步看看 AI 是怎么陪你一步步弄懂这道题的

完整解法

7(a)

1. Identify the complex conjugate root.

Since the coefficients of the polynomial x3+ax2+18x+b=0x^3 + ax^2 + 18x + b = 0 are real, the complex roots must occur in conjugate pairs.
Therefore, another root is x=1−3ix = 1 - 3\mathrm{i}.

2. Form the quadratic factor corresponding to the complex roots.

The quadratic factor formed by the conjugate pair is:
(x−(1+3i))(x−(1−3i))(x - (1 + 3\mathrm{i}))(x - (1 - 3\mathrm{i}))
=((x−1)−3i)((x−1)+3i)= ((x - 1) - 3\mathrm{i})((x - 1) + 3\mathrm{i})
=(x−1)2−(3i)2= (x - 1)^2 - (3\mathrm{i})^2
=(x2−2x+1)−9(−1)= (x^2 - 2x + 1) - 9(-1)
=x2−2x+10= x^2 - 2x + 10

3. Express the cubic polynomial in factored form and compare coefficients to find the third root.

Let the third root be the real number α\alpha. We can express the cubic polynomial as the product of the quadratic factor and (x−α)(x - \alpha):
x3+ax2+18x+b=(x2−2x+10)(x−α)x^3 + ax^2 + 18x + b = (x^2 - 2x + 10)(x - \alpha)
=x3−αx2−2x2+2αx+10x−10α= x^3 - \alpha x^2 - 2x^2 + 2\alpha x + 10x - 10\alpha
=x3−(α+2)x2+(2α+10)x−10α= x^3 - (\alpha + 2)x^2 + (2\alpha + 10)x - 10\alpha
Comparing the coefficients of xx:
18=2α+1018 = 2\alpha + 10
2α=8  ⟹  α=42\alpha = 8 \implies \alpha = 4
The third root is 44.

4. Compare the remaining coefficients to find $a$ and $b$.

Comparing the coefficients of x2x^2:
a=−(α+2)a = -(\alpha + 2)
a=−(4+2)=−6a = -(4 + 2) = -6

Comparing the constant terms:
b=−10αb = -10\alpha
b=−10(4)=−40b = -10(4) = -40

答案

a=−6a = -6, b=−40b = -40, and the other roots are 1−3i1 - 3\mathrm{i} and 44.

AI 分析,可能出错

用 AI 批改,圈出写错的那一步,并自动将你的薄弱点存入错题本,形成你的错因库。

同一知识点的其他题

  1. 1已知 z=2−iz = 2 - \text{i} 是方程 4z4−12z3+17z2+pz+q=04z^4 - 12z^3 + 17z^2 + pz + q = 0 的一个根,其中 pp 和 qq 是实数,求 pp 和 qq 的值。 利用所求得的 pp 和 qq 的值,…
  2. 2方程 2z4−14z3+33z2−26z+p=0, where p is a constant2z^4 - 14z^3 + 33z^2 - 26z + p = 0\text{, where } p \text{ is a constant} 的一个根是 3+i3 + \mathrm{i}。 仅根据上述信息,一名学生声称该…
  3. 3方程 2z4−14z3+33z2−26z+p=0,其中 p 是常数2z^{4} - 14z^{3} + 33z^{2} - 26z + p = 0\text{,其中 } p \text{ 是常数} 的一个根为 3+i3 + \mathrm{i}。 仅根据上述信息,一名学生声称该方程有一个根为…
  4. 4函数 f\text{f} 的定义为 f(z)=z4+Az3+Bz2+Cz+45\text{f}(z) = z^4 + Az^3 + Bz^2 + Cz + 45,其中 AA、BB 和 CC 是实数。已知 2+i2 + \text{i} 是 f(z)=0\text{f}(z) = 0…
  5. 5方程 z3−2z+k=0z^{3}-2z+k=0(其中 kk 是实常数)有一个根为 z=1+aiz = 1 + ai,其中 aa 是正实常数。 推导出另一个用 aa 表示的根。 求出 aa 和 kk 的值,写出计算过程。 由此求在 Argand 图(阿…