Mở đầu về đa thức


Trong bài này \mathbb{K} sẽ được hiểu là \mathbb{C},\mathbb{R},\mathbb{Q} hay \mathbb{Z}.

1. Hệ số và bậc

Định nghĩa 1. Một tổng hình thức a_nx^n+a_{n-1}x^{n-1}+\cdots+a_1x+a_0, ở đây n\in\mathbb{N}, a_i\in \mathbb{K}\,\forall i được gọi là một đa thức với hệ số trong \mathbb{K}.

Như vậy mỗi phần tử của \mathbb{K} là một đa thức với hệ số trong \mathbb{K}, chúng được gọi là các đa thức hằng. Số 0\in\mathbb{K} ứng với đa thức không và cũng được ký hiệu bởi 0.

Tập các đa thức với hệ số trong \mathbb{K} được ký hiệu là \mathbb{K}[x].

Định nghĩa 2. Với đa thức f(x)=a_nx^n+a_{n-1}x^{n-1}+\cdots+a_1x+a_0\,\,(a_n\not =0), ta sẽ gọi các a_i là các hệ số của f(x), a_n là hệ số cao nhất, a_0 là hệ số tự do. f(x) được gọi là monic nếu a_n=1. Số n được gọi là bậc của f(x), ký hiệu \deg f(x)=n.

Quy ước. Bậc của đa thức 0 bằng -\infty.

Định nghĩa 3. Hai đa thức f(x),g(x)\in\mathbb{K}[x] được gọi là bằng nhau, ký hiệu f(x)=g(x) hay f(x)\equiv g(x), nếu chúng cùng là đa thức 0 hoặc cả hai khác 0 đồng thời \deg f(x)=\deg g(x) và các hệ số tương ứng bằng nhau.

Ví dụ 1. Tìm bậc, hệ số hằng và hệ số cao nhất của các đa thức sau

a) 3x^4-3x^2+1;

b) 6x^2.

Ví dụ 2. Tìm

a) Một đa thức monic có bậc 12;

b) Một đa thức có bậc 5 nhưng không phải là monic;

c) Một đa thức có bậc 0.

2. Các phép toán

Định nghĩa 4. Xét hai đa thức f(x)=a_nx^n+a_{n-1}x^{n-1}+\cdots+a_1x+a_0g(x)=b_mx^m+b_{m-1}x^{m-1}+\cdots+b_0, ở đây a_i,b_j là các phần tử của \mathbb{K}a_n,b_m không cần phải khác 0 (sau này nếu không quan tâm đến bậc của đa thức thì ta cũng dùng biểu diễn này cho tiện).

Tổng của hai đa thức trên, ký hiệu f(x)+g(x), là đa thức xác định bởi

f(x)+g(x)=(a_0+b_0)+(a_1+b_1)x+(a_2+b_2)x^2+\cdots

Tích của f(x)g(x), ký hiệu f(x)g(x), là đa thức xác định bởi

f(x)g(x)=a_0b_0+(a_0b_1+a_1b_0)x+(a_0b_2+a_1b_1+a_2b_0)x^2+\cdots

Ta dễ dàng chứng minh được các kết quả sau:

Định lí 1.

1) f(x)+(g(x)+h(x))=(f(x)+g(x))+h(x)\,\,\forall f(x),g(x),h(x)\in\mathbb{K}[x].

2) f(x)+g(x)=g(x)+f(x)\,\,\forall f(x),g(x)\in\mathbb{K}[x].

3) f(x)+0=0+f(x)=f(x)\,\,\forall f(x)\in\mathbb{K}[x].

4) Với mỗi f(x)\in\mathbb{K}[x] có duy nhất g(x)\in\mathbb{K}[x] thỏa mãn f(x)+g(x)=g(x)+f(x)=0.

Đa thức g(x) sẽ được kí hiệu bởi -f(x) và được gọi là đa thức đối của đa thức f(x). Từ đây với mỗi f(x),g(x)\in\mathbb{K}[x] ta có thể định nghĩa hiệu của f(x)g(x), kí hiệu f(x)-g(x), bởi f(x)+(-g(x)).

Định lí 2.

1) f(x)(g(x)h(x))=(f(x)g(x))h(x)\,\,\forall f(x),g(x),h(x)\in\mathbb{K}[x].

Với đa thức f(x) và số nguyên dương n, đa thức f(x)f(x)\cdots f(x) (n chữ f) sẽ được ký hiệu bởi f^n(x) hoặc (f(x))^n.

2) f(x)g(x)=g(x)f(x)\,\,\forall f,g\in\mathbb{K}[x].

3) f(x)1=1f(x)=f(x)\,\,\forall f(x)\in\mathbb{K}[x].

4) f(x)(g(x)+h(x))=f(x)g(x)+f(x)h(x)\,\,\forall f(x),g(x),h(x)\in\mathbb{K}[x].

Xét hai đa thức f(x)g(x) với f(x)=a_nx^n+a_{n-1}x^{n-1}+\cdots+a_1x+a_0, khi đó đa thức

a_n(g(x))^n+a_{n-1}(g(x))^{n-1}+\cdots+a_1g(x)+a_0 sẽ được ký hiệu bởi f(g(x)).

Ví dụ 3. Cho hai đa thức P(x)=x^2-2x+11Q(x)=2x^2-3x+5. Tìm các đa thức P(x)+Q(x),P(x)-Q(x),P(x)Q(x),P(Q(x))Q(P(x)).

Định lí 3. Cho P(x),Q(x) là các đa thức khác hằng. Khi đó

1) \deg (P(x)+Q(x))\leq\max (\deg P(x),\deg Q(x)).

2) \deg (P(x)Q(x))=\deg P(x)+\deg Q(x).

3) \deg (P(Q(x))=\deg (Q(P(x))=\deg P\deg Q.

3. Bài tập

Bài 1.  Tìm tất cả các số thực a,b sao cho đa thức x^4+4x^3+ax^2+bx+1 là bình phương của một đa thức với hệ số thực.

Bài 2. Cho P là một đa thức với hệ số thực thỏa mãn P^2 là đa thức của x^2. Chứng minh rằng P hoặc P/x cũng là đa thức của x^2.

Bài 3. Cho số nguyên dương n và đa thức f(x)=\sum a_ix^i có bậc n. Lập đa thức (x-b)f(x)=\sum c_ix^i với b là số thực nào đấy. Chứng minh rằng A\leq (n+1)C, ở đây A=\max |a_i|C=\max |c_i|.

Bài 4. Cho PQ là các đa thức monic với hệ số thực thỏa mãn P(P(x))=Q(Q(x)). Chứng minh rằng P=Q.

Continue reading “Mở đầu về đa thức”

Luyện tập về phương trình bậc hai (2)


Các bạn có thể xem phần trước ở https://nttuan.org/2017/03/07/topic-868/

Bài 16. Cho phương trình x^2-2mx+m^2-m+1=0.

a/. Giải phương trình với m=1;

b/. Tìm m để phương trình có hai nghiệm phân biệt x_1,x_2;

c/. Với điều kiện của b/, hãy tìm m để A=x_1x_2-x_1-x_2 đạt giá trị bé nhất;

d/. Với điều kiện của b/, hãy tìm m để x_1+3x_2=4.

Bài 17. Cho phương trình x^2-2mx-1=0.

a/. Chứng minh rằng với mỗi m, phương trình có hai nghiệm phân biệt;

b/. Tìm m để hai nghiệm x_1,x_2 của phương trình thỏa mãn x_1^2+x_2^2-x_1x_2=7.

Bài 18. Cho phương trình x^2+2mx+m-1=0.

a/. Giải phương trình khi m=2;

b/. Chứng minh rằng với mỗi m, phương trình có hai nghiệm phân biệt;

c/. Tìm m để phương trình có nghiệm dương. Continue reading “Luyện tập về phương trình bậc hai (2)”

Luyện tập về phương trình bậc hai (1)


Các học sinh có thể ôn lại các dạng bài về phương trình bậc hai tại https://nttuan.org/2010/05/01/topic-49/

Bài 1. Tìm m\in\mathbb{Z} để x^4+2mx^2+18=0 có bốn nghiệm phân biệt x_1,x_2,x_3,x_4 sao cho \dfrac{x_1^4+x_2^4+x_3^4+x_4^4}{2} là bình phương của một số nguyên dương.

Bài 2. Cho phương trình x^2-2(m+1)x+2m-2=0.

a) Chứng minh phương trình có hai nghiệm phân biệt với mỗi m;

b) Gọi hai nghiệm là x_1,x_2. Tính theo m giá trị của

x_1^2+2(m+1)x_2+2m-2.

Bài 3. Cho phương trình mx^3-(m^2+1)x^2-m^2x+m+1=0\quad (1).

a) Chứng minh x=-1 là một nghiệm của (1);

b) Tìm m để (1) có ba nghiệm phân biệt.

Bài 4. Cho phương trình x^2-2(m+2)x+6m+1=0 với x là ẩn số và m là tham số.

a) Chứng minh rằng phương trình luôn có hai nghiệm phân biệt với mọi giá trị của m;

b) Tìm m để phương trình có hai nghiệm lớn hơn 2.

Bài 5. Cho phương trình x^2-6x+m+1=0.

a) Tìm m để phương trình có nghiệm x=2;

b) Tìm m để phương trình có hai nghiệm x_1,x_2 thoả mãn x_1^2+x_2^2=26.

Bài 6. Tìm các giá trị k để hai phương trình x^2+kx+1=0x^2+x+k=0 có nghiệm chung.

Bài 7. Tìm m để phương trình x^4-2mx^2+m^2-25=0 có bốn nghiệm phân biệt. Khi đó, gọi các nghiệm là x_1,x_2,x_3,x_4. Chứng minh rằng biểu thức \dfrac{1}{x_1x_2x_3}+\dfrac{1}{x_2x_3x_4}+\dfrac{1}{x_3x_4x_1}+\dfrac{1}{x_4x_1x_2} có giá trị không phụ thuộc m.

Bài 8. Giả sử phương trình x^2-mx-1=0 có hai nghiệm là x_1,x_2. Không giải phương trình hãy tính x_1-x_2.

Bài 9. Chứng minh rằng với mỗi m\in\mathbb{R} ít nhất một trong hai phương trình sau vô nghiệm

x^2+(m-1)x+2m^2=0,\quad\quad\quad x^2+4mx-m+2=0.

Bài 10. Xét phương trình x^4-2(m^2+2)x^2+5m^2+3=0\quad (1).

a) Chứng minh rằng với mỗi m, phương trình (1) luôn có bốn nghiệm phân biệt;

b) Gọi các nghiệm là x_1,x_2,x_3,x_4. Tính theo m giá trị của biểu thức

M=\dfrac{1}{x_1^2}+\dfrac{1}{x_2^2}+\dfrac{1}{x_3^2}+\dfrac{1}{x_4^2}.

Bài 11. Xét phương trình mx^2+(2m-1)x+m-2=0.

a) Tìm m để phương trình có hai nghiệm x_1,x_2 thoả mãn x_1^2+x_2^2-x_1x_2=4;

b) Chứng minh rằng nếu m là tích của hai số tự nhiên liên tiếp thì phương trình có nghiệm hữu tỷ.

Bài 12. Cho phương trình x^2-2(a-1)x+2a-5=0\quad (1).

a) Chứng minh (1) có nghiệm với mỗi a;

b) Với giá trị nào của a thì (1) có hai nghiệm x_1,x_2 thoả mãn x_1<1<x_2;

c) Tìm a để (1) có hai nghiệm x_1,x_2 thoả mãn x_1^2+x_2^2=6.

Bài 13. Cho phương trình bậc hai

x^2-2(m-1)x+2mn-m^2-2n^2=0, ở đây m,n là các tham số. Chứng minh rằng phương trình đã cho không thể có nghiệm kép với mỗi m,n.

Bài 14. Cho phương trình x^2-2x-3m^2=0, với m là tham số.

1) Giải phương trình khi m = 1.

2) Tìm tất cả các giá trị của m để phương trình có hai nghiệm x_1, x_2 khác 0 và thỏa điều kiện

\displaystyle \frac{{{x}_{1}}}{{{x}_{2}}}-\frac{{{x}_{2}}}{{{x}_{1}}}=\frac{8}{3}.

Bài 15. Tìm m để x^2-4x-2m|x-2|-m+6=0 vô nghiệm.

Kiểm tra – 2/3/2017


Bài 1.

1) Giải bất phương trình {{x}^{2}}+x-2+2\sqrt{x+2}\ge 0.

2) Giải hệ phương trình \begin{cases}xy-2x+y=8 \\{{x}^{2}}+{{y}^{2}}-5x-11y+34=0.\end{cases}

Bài 2.

1) Tìm tất cả các cặp số nguyên tố (p;q) sao cho {{p}^{2}}+{{q}^{2}}+4 cũng là một số nguyên tố.

2) Tìm tất cả các cặp số nguyên dương (m;n) sao cho (3m-1) chia hết cho n(3n-1) chia hết cho m. Continue reading “Kiểm tra – 2/3/2017”

Orthocenter (1)


Tôi ghi ra đây một số kết quả về trực tâm của tam giác. Bạn nào biết kết quả khác thì đóng góp nhé!

Kết quả 1. Cho tam giác ABC không vuông với trực tâm H và tâm ngoại tiếp O. Khi đó \widehat{BAO}=\widehat{CAH},\quad \widehat{CBO}=\widehat{ABH},\quad \widehat{ACO}=\widehat{BCH}.

Kết quả 2. Cho tam giác ABC với trực tâm H và đường tròn ngoại tiếp (O). Nếu H_1 là điểm đối xứng với H qua BC thì H_1\in (O).

Kết quả 3. Cho tam giác ABC với trực tâm H và đường tròn ngoại tiếp (O). Nếu H_2 là điểm đối xứng với H qua trung điểm của BC thì H_2\in (O).

Kết quả 4. Cho tam giác ABC với trực tâm H và đường tròn ngoại tiếp (O;R). Khi đó HA^2=4R^2-BC^2,\quad HB^2=4R^2-CA^2,\quad HC^2=4R^2-AB^2.

Kết quả 5. Cho tam giác ABC với trực tâm H và tâm đường tròn ngoại tiếp O. Nếu A_1,B_1,C_1 lần lượt là trung điểm của BC,CA,AB thì AH=2OA_1,\quad BH=2OB_1,\quad CH=2OC_1.

Kết quả 6. Cho tam giác không vuông ABC với trực tâm H và các đường cao AA_1,BB_1,CC_1. Khi đó H, A,B,C là tâm đường tròn nội tiếp hoặc bằng tiếp (đỉnh thích hợp) của tam giác A_1B_1C_1.

Kết quả 7. Cho tam giác nhọn ABC với trực tâm H. Nếu AM,AN là các tiếp tuyến của đường tròn đường kính BC (M, N là các tiếp điểm) thì M, HN thẳng hàng.

Kiểm tra tháng 1/2017


Dành cho các bạn học sinh lớp 9.

Bài 1.

1) Cho các số thực a,bc thỏa mãn a^2-b^2=4c^2. Chứng minh rằng (5a-3b+8c)(5a-3b-8c)=(3a-5b)^2.

2) Cho x,yz là các số thực thoả mãn

(x-y)^2+(y-z)^2+(z-x)^2=(x+y-2z)^2+(y+z-2x)^2+(z+x-2y)^2. Chứng minh rằng x=y=z.

3) Chứng minh rằng nếu x,yz là các số thực có tổng bằng 0 thì 2(x^5+y^5+z^5)=5xyz(x^2+y^2+z^2).

Bài 2.

1) Tìm tất cả các số nguyên dương n sao cho n^4+4 là số nguyên tố.

2) Cho các số nguyên dương a,b,cd thỏa mãn ab=cd. Chứng minh rằng số a^{3}+b^3+c^3+d^3 không phải là số nguyên tố.

3) Cho hai số hữu tỷ p<q. Hỏi có bao nhiêu số nguyên z thỏa mãn p\leq z\leq q?

Bài 3. Cho đường thẳng d cố định và điểm A cố định không nằm trên d. Gọi BC là hai điểm di động trên d sao cho tam giác ABC là tam giác nhọn và AB<AC. Gọi I là tâm đường tròn nội tiếp tam giác ABCD là giao điểm của hai đường thẳng AIBC. Đường thẳng AD cắt đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC tại hai điểm phân biệt AJ.

1) Chứng minh JI^2=JD.JA;

2) Gọi E là tâm của đường tròn đi qua hai điểm A,D và tiếp xúc với BC tại D. Gọi M là hình chiếu vuông góc của D trên EBN là hình chiếu vuông góc của D trên EC. Chứng minh các điểm B,I,C,MN cùng nằm trên một đường tròn;

3) Gọi K là điểm đối xứng với I qua BC. Đường thẳng AI cắt đường tròn ngoại tiếp tam giác BIC tại hai điểm phân biệt IG. Chứng minh đường thẳng GK luôn đi qua một điểm cố định khi  BC di động trên d sao cho tam giác ABC là tam giác nhọn và AB<AC.

Một số trang về Olympic Toán


Tôi có post một số trang về Olympic Toán trên facebook  nhưng nó cứ chìm xuống khi đăng một bài khác, vì thế nên tôi lập topic này để lưu các link đó lại.

P. S. Hãy góp link bằng cách comment các bạn nhé! 🙂

Continue reading “Một số trang về Olympic Toán”

Xét dấu các nghiệm của phương trình bậc hai


Bài 1. Tìm giá trị của m để phương trình sau có nghiệm cùng dấu. Khi đó hai nghiệm mang dấu gì?

a) x^2-2mx+5m-4=0;

b) mx^2+mx+3=0.

Bài 2. Tìm m để phương trình (m+1)x^2+2(m+4)x+m+1=0

a) Một nghiệm;

b) Hai nghiệm cùng dấu phân biệt;

c) Hai nghiệm âm phân biệt.

Bài 3. Tìm m để phương trình (m-4)x^2-2(m-2)x+m-1=0

a) Hai nghiệm cùng dấu;

b) Hai nghiệm trái dấu và nghiệm âm có giá trị tuyệt đối lớn hơn;

c) Đúng một nghiệm dương.

Continue reading “Xét dấu các nghiệm của phương trình bậc hai”

IMC training 2016 (4)


Problem 1. The number 16 is placed in the top left corner square of a  table. The remaining 15 squares are to be filled in using exactly once each of the number 1,2,…,15, so that the sum of the four number in each row, each column and each diagonal is the same. Find the maximum value of the sum of the six numbers in the shaded squares shown in the diagram below.

4times4

Problem 2. All but one of the numbers from 1 to 21 are put into the squares of a  4\times 5 table, one number in each square, such that the sum of all the numbers in each row is constant, and the sum of all the numbers in each column is also constant. Find the number which is left out.

Problem 3. The diagram below show ten circles in a triangular array. Place each of the numbers 0 to 9 in a different circles so that for each of the six right-side up triangles marked with plus signs, the sum of the numbers in the three circles at its vertices is the same.

tgProblem 4. Four integers are marked on a circle. On each step we simultaneously replace each number by the difference between this number and next number on the circle, moving in a clockwise direction; that is, the numbers a,b,c,d are replaced by a-b,b-c,c-d,d-a.  Is it possible after 2016 such to have numbers a,b,c,d such the numbers |bc-ad|, |ca-bd|, |ab-cd|  are primes?

Problem 5. Assume an  8\times 8 chessboard with the usual coloring. You may repaint all squares

1 – Of a row or column;

2 – Of a 2\times 2 square.

The goal is to attain just one black square. Can you reach the goal?

Problem 6. A rectangular floor is covered by  2\times 2 and 1\times 4  tiles. One tile got smashed. There is a tile of the other kind available. Show that the floor cannot be covered by rearranging the tiles.

Problem 7. A beetle sits on each square of a  9\times 9 chessboard. At a signal each beetle crawls diagonally onto a neighboring square. Then it may happen that several beetles will sit on some squares and none on others. Find the minimal possible number of free squares.

Problem 8. 10\times 10 chessboard cannot be covered by 25 T-tetrominoes. Continue reading “IMC training 2016 (4)”

IMC training 2016 (3)


Methods of Counting (2)

Problem 1. Find the number of pairs (x;y) of integers such that |x|+|y|\le 1000.

Problem 2. How many positive integers not exceeding 2001 are multiples of 3 or 4 but not 5?

Problem 3. Let x=.1234567891011…998999, where the digits are obtained by writing the integers 1 through 999 in order. Find the {{1983}^{rd}} digit to the right of the decimal point.

Problem 4. A spider has one sock and one shoe for each of its eight legs. In how many different orders can the spider put on its socks and shoes, assuming that, on each leg, the sock must be put on before the shoe?

Problem 5.  Find the number of sets {a,b,c} of three distinct positive integers with the property that the product of a,b, and c is equal to the product of 11,21,31,41,51, and 61.

Problem 6. Find the number of five-digit positive integers, n, that satisfy the following conditions:

(a) the number n is divisible by 5,

(b) the first and last digits of n are equal, and

(c) the sum of the digits of n is divisible by 5.

Problem 7. Nine people sit down for dinner where there are three choices of meals. Three people order the beef meal, three order the chicken meal, and three order the fish meal. The waiter serves the nine meals in random order. Find the number of ways in which the waiter could serve the meal types to the nine people such that exactly one person receives the type of meal ordered by that person. Continue reading “IMC training 2016 (3)”