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求四根的倒數和

題目:設 \(a,b,c,d\) 為實數,設 \(x^4+ax^3+bx^2+cx+d=0\) 的四根均為複數,且在複數平面中位於以原點為圓心的單位圓上,求此四根的倒數和?
(A) \(a\) (B) \(b\) (C) \(c\) (D) \(-a\) (E) \(-b\)

解答:

因為實係數方程式的虛根成共軛對出現,

所以可設此四根為 \(z_1,z_2,\overline{z_1}, \overline{z_2}\),

因為此四根在複數平面上到原點的距離都是 \(1\),

所以 \(z_1\cdot\overline{z_1}=\left|z_1\right|^2=1,z_2\cdot\overline{z_2}=\left|z_2\right|^2=1\),

故,\(\displaystyle \frac{1}{z_1}+\frac{1}{z_2}+\frac{1}{\overline{z_1}}+\frac{1}{\overline{z_2}}\)

  \(\displaystyle=\frac{\overline{z_1}}{z_1\cdot \overline{z_1}}+\frac{\overline{z_2}}{z_2\cdot\overline{z_2}}+\frac{z_1}{z_1\cdot\overline{z_1}}+\frac{z_2}{z_2\cdot\overline{z_2}}\)

  \(=\overline{z_1}+\overline{z_2}+z_1+z_2\)

由根與係數關係式(又名 Viete 定理),可得

  所求\(=-a.\)

多喝水。

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