2021 AIME II 第 7 题
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7.
设实数 、、 和 满足方程组 存在互质正整数 和 ,使得 求 。
Let and be real numbers that satisfy the system of equations There exist relatively prime positive integers and such that Find
小提示:
第二个方程为 可得 ;把第三个方程分组为
The second equation is giving group the third as
大提示:
消去 和 后留下关于 的四次方程,其实根为 和 ;其中一个会使 和 不是实数
Eliminating and leaves a quartic in whose real roots are and one of them makes and non-real
解答:
因为 ,第二个方程为 ,所以 。把第三个方程分组为 ,得到 ,化简为 ,所以 。第四个方程变为 。
代入 得 ,即 二次因式判别式为负,所以 或 。若 ,则 且 ,因为 ,这不可能对应实数 。因此 ,给出 和 。
于是 ,且 ,所以 ,从而 。
Since the second equation reads so Grouping the third equation as gives which simplifies to so The fourth equation becomes
Substituting for yields i.e. The quadratic factor has negative discriminant, so or If then with impossible for real since So giving and
Then and so and
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