2018 AMC 12A 第 21 题

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21.

下列哪个多项式有最大的实根?

Which of the following polynomials has the greatest real root?

x19+2018x11+1x^{19} + 2018x^{11} + 1

x17+2018x11+1x^{17} + 2018x^{11} + 1

x19+2018x13+1x^{19} + 2018x^{13} + 1

x17+2018x13+1x^{17} + 2018x^{13} + 1

2019x+20182019x + 2018

答案:B
知识点:多项式不等式极限情形界定
难度评级:2210
小提示:

由笛卡尔符号法则,每个多项式恰有一个实根,且它位于 (1,0)(-1, 0)

By Descartes’ Rule of Signs each polynomial has exactly one real root, and it lies in (1,0)(-1, 0)

大提示:

(1,0)(-1, 0) 上,取值较大的多项式有较小的根;注意那里 x19>x17x^{19} \gt x^{17}x13>x11x^{13} \gt x^{11}

On (1,0)(-1, 0) a polynomial with larger values has a smaller root; note x19>x17x^{19} \gt x^{17} and x13>x11x^{13} \gt x^{11} there

解答:

选项 A-D 中每个多项式都没有正根,且恰有一个负根,位于 (1,0)(-1, 0)(在 00 处为正,在 1-1 处为负),并且在该区间递增。在区间 (1,0)(-1, 0) 上,x19>x17x^{19} \gt x^{17}x13>x11x^{13} \gt x^{11}。因此在这个区间的每一点上,A、C、D 的取值都大于 B,于是它们与 00 的交点都比 B 更靠左。所以在 A 到 D 中,B 的根最大。

一次的选项 E 的根为 e=20182019e=-\tfrac{2018}{2019}。因为 20182019>910\tfrac{2018}{2019}\gt\tfrac9{10},所以 e17+2018e11+1e^{17}+2018e^{11}+1 <2018(910)11+1\lt-2018\left(\tfrac9{10}\right)^{11}+1 <0\lt0。由于选项 B 的多项式单调递增,且在 ee 处取负值,它的根在 E 的根的右侧。因此 B 的实根最大。

所以正确答案是 B

Each polynomial in choices A–D has no positive root and exactly one negative root, which lies in (1,0)(-1, 0) (it is positive at 00 and negative at 1-1) and is increasing there. On the interval (1,0),(-1, 0), x19>x17x^{19} \gt x^{17} and x13>x11.x^{13} \gt x^{11}. Thus each of A, C, and D has a larger value than B at every point of this interval, so each crosses 00 to the left of B. Therefore B has the greatest root among A–D.

The linear choice E has root e=20182019.e=-\tfrac{2018}{2019}. Since 20182019>910,\tfrac{2018}{2019}\gt\tfrac9{10}, we have e17+2018e11+1e^{17}+2018e^{11}+1 <2018(910)11+1\lt-2018\left(\tfrac9{10}\right)^{11}+1 <0.\lt0. Because B is increasing and is negative at e,e, its root lies to the right of E’s. Hence B has the greatest real root.

Thus, the correct answer is B.

第 20 题#20
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