Polinomio P(x,y) - SNS 1991

Messaggioda elios » 18/04/2010, 10:36

Salve! Diciamo che non mi sono fatta pregare per proporre un altro esercizio.. :wink:

"Costruire un polinomio (a coefficienti reali) $P(x,y)=ax^2+bxy+cy^2$ verificante le proprietà:
a) $P(x,y)=0$ soltanto per $x=y=0$,
b) se $x$ e $y$ sono due numeri interi allora anche $P(x,y)$ è un intero.

Determinare poi il massimo della quantità $b^2-4ac$ al variare di P nell'insieme dei polinomi soddisfacenti le proprietà precedenti."

Allora, per imporre la proprietà a), ho pensato di considerare $ax^2+bxy+cy^2=0$ come un'equazione di secondo grado, ricavando prima $x$ e poi $y$ per imporre che non sia possibile trovare una $x$ che al variare di $y$ renda il polinomio nullo e viceversa una $y$ al variare della $x$. Cioè ottengo le due soluzioni
$x_(1,2)=(-by+-sqrt(b^2y^2-4acy^2))/(2a)$
$y_(1,2)=(-bx+-sqrt(b^2x^2-4acx^2))/(2a)$.
Per far sì che queste soluzioni non diano dei risultati reali di $x$ o $y$ (in tal caso sostituendo tali valori, che sono diversi da zero, al polinomio, esso si annullerebbe), impongo il delta minore di zero e cioè $b^2-4ac<0$.
Per imporre la proprietà b), suppongo che basti imporre che i coefficienti $a$, $b$, $c$ siano interi.
Con tali condizioni, scrivo ad esempio il polinomio $P(x,y)=x^2+xy+y^2$

Per determinare il massimo del delta ho molte difficoltà. Come ho detto prima, deve essere minore strettamente di zero, e quindi mi verrebbe da dire che non c'è un massimo di quella quantità ma solo un estremo superiore che è, appunto, zero.
Queste sono le mie ipotesi.

Grazie mille dell'aiuto.
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Re: Polinomio P(x,y) - SNS 1991

Messaggioda giammaria » 18/04/2010, 13:32

Sia n un numero intero non nullo; allora $P(n,0)=an^2$ non deve essere nullo, quindi $a \ne 0$ e deve essere intero per ogni n, quindi $a$ è intero. Analogamente, $c$ è un intero non nullo; per verificare la seconda condizione anche $b$ deve essere intero. Ne consegue che è intero anche $Delta=b^2-4ac$ e poichè, come giustamente noti, deve essere negativo, il suo valore massimo è -1.
- Indicando i metri con m e i centimetri con cm, si ha m=100 cm. Quindi 5 centimetri equivalgono a metri m=100*5=500.
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Messaggioda blackbishop13 » 18/04/2010, 13:41

il punto a mi pare tu l'abbia fatto bene, poi un paio di considerazioni: è vero che il massimo per $\Delta$ non c'è se conti solo la condizione a, ma dovrà venir fuori se includi anche la condizione b.

allora: se tu vuoi avere $a,b,c$ interi, ne consegue che $\Delta$ sarà un numero intero, ovviamente.
e perciò devi trovare il minore $\Delta$ possibile che rispetti tre proprietà:
essere minore di $0$
essere intero (ovviamente questo aiuta enormemente)
tale che esistano $a,b,c$ tali che $\Delta=b^2-4ac$ (non è da sottovalutare, anzi...)

però rimane ancora da dimostrare che è necessario che $a,b,c$ siano interi.

EDIT: ok giammaria ha dimostrato che devono essere interi, bene.
ma... il risultato non mi piace.... :wink:
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Messaggioda giammaria » 18/04/2010, 21:53

Hai ragione; il massimo è -3. Infatti, posto $b^2-4ac=-k$, se ne deduce che $A=b^2+k$ deve essere divisibile per 4.
Per k=1, se $b$ è pari A è dispari; se $b$ è dispari A è pari ma non divisibile per 4.
Per k=2 vale lo stesso a parità invertite.
Per k=3 non ci sono problemi; $b$ deve essere dispari. Una possibile soluzione è $a=b=c=1$
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Messaggioda elios » 19/04/2010, 15:51

Ah, giusto, non consideravo più la seconda condizione... Grazie Grazie Grazie!
A me la dimostrazione di giammaria sembra sufficiente, no?
Devo ammettere di non aver capito l'ultimo intervento di giammaria..
Grazie ancora!
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Messaggioda Steven » 19/04/2010, 16:14

Ponendo $b^2-4ac=-k$ si ha che $b^2+k=4ac$ ovvero $b^2+k\equiv 0 (\mod4)$ (la somma è multiplo di 4).

Ora dobbiamo cercare il massimo $-k$ (che è negativo), cioè il minimo $k$ (che è positivo).

Giammaria ha visto i primi casi, se $k=1,2$ non si può. Siccome per $k=3$ non ci sono assurdi, quello è il valore cercato, è il minimo.
Sotto niente.

$b^2+1$ infatti non è mai multiplo di $4$: dovendo infatti essere $b$ dispari, ho $b=2n+1$ cioè $(2n+1)^2+1$ ovvero

$4n^2+4n+2$ che vale $2$ e non $0$ modulo 4.

$b^2+2$ ugualmente, se pari, vale 2 modulo 4 e mai zero.

Ti torna ora? :wink:
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Messaggioda elios » 19/04/2010, 17:47

Sì tutto chiaro adesso. Grazie Steve!
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