方程 ${x^3} + p{x^2} + qx + 1 = 0$ 有 $3$ 个实根,且 $p,q$ $ > 0 $.求证:$ pq \geqslant 9$.
【难度】
【出处】
2008年南开大学自主招生考试数学试题
【标注】
  • 数学竞赛
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    不等式
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    不等式
  • 知识点
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    不等式
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    常用不等式
    >
    柯西不等式
  • 知识点
    >
    函数
    >
    根与系数的关系
    >
    三次方程的韦达定理
【答案】
【解析】
设三个实根分别为 ${x_1}, {x_2}, {x_3}$,根据三次方程的韦达定理,有$$\begin{cases}{x_1} + {x_2} + {x_3} = - p,\\{x_1}{x_2} + {x_2}{x_3} + {x_3}{x_1} = q,\\{x_1}{x_2}{x_3} = - 1.\end{cases}$$因此,容易知道$${x_1}, {x_2}, {x_3} < 0,$$根据柯西不等式,$$pq = \left[ {\left( { - {x_1}} \right) + \left( { - {x_2}} \right) + \left( { - {x_3}} \right)} \right]\left( {{x_2}{x_3} + {x_3}{x_1} + {x_1}{x_2}} \right) \geqslant 9.$$
答案 解析 备注
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