2023 AIME I 第 9 题
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9.
求三次多项式 的个数,其中 、、 都是 中的整数,并且存在唯一一个整数 满足 。
Find the number of cubic polynomials where and are integers in such that there is a unique integer with
答案:738
解答:
因为 与 , 无关,每个合法的 都对应 个多项式。分解得 所以二次因子 需要恰好有一个不同于 的整数根。若 有一个整数根,则另一个根也为整数 (两根之和 是整数);若 没有整数根,则根本不存在这样的 。因此, 的根要么是 和 且 ,要么是重根 。
根为 和 : 时,韦达定理给出 和 。限制 迫使 (此时 自动在范围内),排除 后留下 对。重根为 : 时,有 和 ,且 迫使 ,这些 都合法,排除 后留下 对。
因此共有 对 ,从而有 个多项式。
Since does not involve each valid pair contributes polynomials. Factoring, so we need the quadratic factor to have exactly one integer root different from If has any integer root, its other root is also an integer (their sum is an integer); if has no integer root, then no exists at all. So either has roots and with or a double root
Roots and Vieta's formulas give and The constraint forces (and then is automatically in range), so excluding leaves pairs. Double root here and and forces all valid for so excluding leaves pairs.
That is pairs hence polynomials.
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