096_07B_q06
96 指考數學乙 第 6 題
📅 96 年 📝 指考數學乙 第 6 題 題型:多選 課綱:99課綱
假設 $a, b$ 是整數,且 $b \ne 0$。已知 $c = \dfrac{a}{3} + \dfrac{b\sqrt{2}}{3}i$ 是實係數一元二次方程式 $x^2+kx+1=0$ 的一個解。請問下列哪些選項是正確的?
  1. $\dfrac{1}{c}$ 是上述方程式的另外一個解
  2. $\dfrac{1}{c} = \dfrac{a}{3} - \dfrac{b\sqrt{2}}{3}i$
  3. $c + \dfrac{1}{c} = -k$
  4. $k$ 一定是整數
  5. $a$ 一定是奇數
實係數方程式虛根共軛根與係數關係整數數論與代數分析複數與應用複數平面與應用
解題手法設未知數〔AI 推測〕
答案

$(1)(2)(3)(5)$

詳解
因為方程式 $x^2 + kx + 1 = 0$ 的係數為實數,且虛根必共軛成對, 又 $b \ne 0$,故 $c$ 為虛數根,其共軛複數 $\bar{c} = \dfrac{a}{3} - \dfrac{b\sqrt{2}}{3}i$ 亦為方程式的另一個解。 由一元二次方程式根與係數的關係: 1. **兩根之積**: $$c \cdot \bar{c} = 1 \implies \bar{c} = \dfrac{1}{c}$$ 故 $\dfrac{1}{c}$ 是上述方程式的另外一個解,且 $\dfrac{1}{c} = \bar{c} = \dfrac{a}{3} - \dfrac{b\sqrt{2}}{3}i$。選項 $(1)$ 與 $(2)$ 皆正確。 2. **兩根之和**: $$c + \bar{c} = -k \implies c + \dfrac{1}{c} = -k$$ 故選項 $(3)$ 正確。 3. **整數條件與 $k, a$ 的值**: 由 $c \cdot \bar{c} = 1$ 可得: $$\left(\dfrac{a}{3}\right)^2 + \left(\dfrac{b\sqrt{2}}{3}\right)^2 = 1 \implies \dfrac{a^2}{9} + \dfrac{2b^2}{9} = 1 \implies a^2 + 2b^2 = 9$$ 因為 $a, b$ 皆為整數,且 $b \ne 0$: - 若 $b^2 = 1 \implies a^2 = 7$(無整數解) - 若 $b^2 = 4 \implies a^2 = 1 \implies a = 1 \text{ 或 } -1$(有整數解,此時 $b = \pm 2$) - 若 $b^2 \ge 9 \implies 2b^2 \ge 18 \implies a^2 < 0$(無實數解) 因此,唯一的整數解為 $a = \pm 1$。 - 此時 $k = -(c + \bar{c}) = -\dfrac{2a}{3} = \mp \dfrac{2}{3}$(非整數)。故選項 $(4)$ 錯誤。 - $a = \pm 1$ 為奇數,故選項 $(5)$ 正確。 故正確選項為 $(1)(2)(3)(5)$。

題目來源:大學入學考試中心公開試題。

解析狀態:本解析由 AI 輔助產出,未經人工審核,非官方詳解,僅供學習參考。如與官方公告不同,請以官方公告為準。