已知方程x2+bx+c=0与x2+cx+b=0各有两个整数根x1,x2,和x1′,x2′,且x1x2>0,x1′x2′>0.(1)求证:x1<0,x2<0,x1′<0,x2′<0;(2)求证:b-1≤c≤b+1;(3)求b,c的所有可能的值.

问题描述:

已知方程x2+bx+c=0与x2+cx+b=0各有两个整数根x1,x2,和x1′,x2′,且x1x2>0,x1′x2′>0.
(1)求证:x1<0,x2<0,x1′<0,x2′<0;
(2)求证:b-1≤c≤b+1;
(3)求b,c的所有可能的值.

(1)由x1x2>0知,x1与x2同号.
若x1>0,则x2>0,这时-b=x1+x2>0,
所以b<0,
此时与b=x1′x2′>0矛盾,
所以x1<0,x2<0.
同理可证x1′<0,x2′<0.
(2)由(1)知,x1<0,x2<0,所以x1≤-1,x2≤-1.
由韦达定理c-(b-1)=x1x2+x1+x2+1=(x1+1)(x2+1)≥0,
所以c≥b-1.
同理有b-(c-1)=x1′x2′+x1′+x2′+1=(x1′+1)(x2′+1)≥0
所以c≤b+1,
所以b-1≤c≤b+1.
(3)由(2)可知,b与c的关系有如下三种情况:
(i)c=b+1.由韦达定理知
x1x2=-(x1+x2)+1,
所以(x1+1)(x2+1)=2,
所以

x1+1=−1
x2+1=−2
x1+1=−2
x2+1=−1

解得x1+x2=-5,x1x2=6,所以b=5,c=6.
(ii)c=b.由韦达定理知
x1x2=-(x1+x2),
所以(x1+1)(x2+1)=1,
所以x1=x2=-2,从而b=4,c=4.
(iii)c=b-1.由韦达定理知
-(x1′+x2′)=x1′x2′-1
所以(x1′+1)(x2′+1)=2,
解得x1′+x2′=-5,x1′x2′=6,
所以b=6,c=5.
综上所述,共有三组(b,c)=(5,6),(4,4),(6,5).
答案解析:(1)分类讨论,根据x1x2>0,x1′x2′>0知道x1与x2同号,然后利用根与系数的关系求出矛盾,得到正确的结果;
(2)分别证明b-1≤c和c≤b+1,利用根与系数的关系和整数根;
(3)根据(2)中b-1≤c≤b+1,分别另c=b+1、b、b-1进行求解,从而得到所有正确的结果.
考试点:一元二次方程的整数根与有理根;根与系数的关系.
知识点:本题主要考查了一元二次方程的整数根和根与系数的关系,关键是分类讨论时要找到所有的情况.