Покори Воробьёвы горы! 2021, 9 класс, задача 7
Дан многочлен , не равный нулю тождественно. Известно, что при всех выполняется тождество . Сколько корней имеет уравнение ?
Ответ:
Решение.
Сначала докажем две вспомогательные леммы:
Лемма 1. Если - корень , то - тоже корень.
Док-во: Подставим но .
Лемма 2. Если - корень , то - тоже корень.
Док-во: Подставим но .
Подставим в тождество , получим , отсюда является корнем.
Последовательно применяя лемму , получим, что являются корнями.
Докажем, что других нет.
Допустим, что корень не является целым, то по лемме получим, что корнями являются Но многочлен (не тождественно равный нулю) не может иметь бесконечно много корней - противоречие.
Допустим, что - целый и не принадлежит отрезку . Если , то (по лемме ) корнями являются и Если же , то (по лемме ) корнями являются и В любом случае ненулевой многочлен не может иметь бесконечно много корней - противоречие.
Итак, корнями являются целые числа от до включительно, их количество равно .