Nonzero real numbers a, b, and c are chosen so that ax2+bx+c>cx for each real x. Prove that cx2−bx+a>cx−b for each real x. (M. Murashkin)
Ненулевые числа a, b, c таковы, что ax2+bx+c>cx при любом x. Докажите, что cx2−bx+a>cx−b при любом x. (М. Мурашкин)
Solution
Так как для всех x верно неравенство P(x)=ax2+(b−c)x+c>0, то дискриминант трёхчлена P(x) отрицателен: D=(b−c)2−4ac=b2+c2−2bc−4ac<0. Кроме того, c=P(0)>0. Значит, у трехчлена Q(x)=cx2−(b+c)x+(a+b) положителен старший коэффициент, а его дискриминант D′=(b+c)2−4c(a+b)=b2+c2+2bc−4ac−4bc=D отрицателен. Это значит, что Q(x)>0 при всех действительных x, что и требовалось доказать.
Замечание. Другое решение можно получить, заметив, что Q(x)=(1−x)2P(1−x1).
Want a route through all this instead of an archive? The track
puts 2,000 problems in a working order, from AMC 10 level to the IMO shortlist.
Source: MathNet,
licensed CC-BY-4.0.
Statement and solution reproduced as published; topic and difficulty added by this site.