공통수학1나머지정리와 인수분해AI심화 문제 (4점 중반 이후, 킬러 직전)

복이차식이 인수분해되는 계수의 합

문제

다항식 x4+ax2+25x ^{4} + ax ^{2} + 25가 계수가 정수인 서로 다른 두 이차식의 곱으로 인수분해되도록 하는 모든 자연수 aa의 값의 합은? [4점] 16162626363642425252

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해설

(ⅰ) x2=Xx ^{2} = X로 놓은 X2+aX+25X ^{2} + aX + 25가 인수분해되는 경우 (X+p)(X+q)( X + p ) ( X + q ) (pp, qq는 정수)로 놓으면 pq=25pq = 25, p+q=a>0p + q = a > 0이므로 (p,q)=(1,25)( p , q ) = ( 1 , 25 ) 또는 (5,5)( 5 , 5 ) p=q=5p = q = 5이면 (x2+5)2( x ^{2} + 5 ) ^{2}이 되어 두 인수가 같으므로 제외 따라서 a=26a = 26 (ⅱ) A2B2A ^{2} - B ^{2} 꼴로 변형하는 경우 x4+ax2+25=(x2+5)2(10a)x2x ^{4} + ax ^{2} + 25 = ( x ^{2} + 5 ) ^{2} - ( 10 - a ) x ^{2} 이므로 10a=k210 - a = k ^{2} (kk는 자연수)이면 (x2+kx+5)(x2kx+5)( x ^{2} + kx + 5 ) ( x ^{2} - kx + 5 )로 인수분해된다. a>0a > 0에서 k2<10k ^{2} < 10이므로 k=1,2,3k = 1 , 2 , 3, 즉 a=9,6,1a = 9 , 6 , 1 (x25)2(10a)x2( x ^{2} - 5 ) ^{2} - ( - 10 - a ) x ^{2} 꼴은 10a>0- 10 - a > 0에서 a<0a < 0이 되어 제외 (ⅰ), (ⅱ)에서 가능한 aa의 값은 26,9,6,126 , 9 , 6 , 1 따라서 구하는 합은 26+9+6+1=4226 + 9 + 6 + 1 = 42이다. ④

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