设 $M$ 是一个由实数集 $R$ 去掉有限个元素后得到的集合.证明:对任意正整数 $n$,都存在 $n$ 次多项式 $f(x)$,使得 $f(x)$ 的所有系数及 $n$ 个实根都属于 $M$.
【难度】
【出处】
2009年中国西部数学奥林匹克试题
【标注】
【答案】
略
【解析】
设 $a$ 为集合 $T=\{x \in \mathbf{R} | x \notin M\}$ 中绝对值最大的元素,取实数 $k>\max \{|a|, 1\}$.
对任意的正整数 $n$,考察 $n$ 次多项式 $f(x)=k(x+k)^{n}$.
其 $m$ 次项系数为 $k \cdot \mathrm{C}_{n}^{m} \cdot k^{n-m} \geqslant k$,由 $k$ 的选取可知,$f(x)$ 的所有系数均不属于 $T$,即必属于 $M$.同样的,$-k$ 为 $f(x)$ 的 $n$ 重实根,也属于 $M$.
故 $n$ 次多项式 $f(x)=k(x+k)^{n}$ 满足条件.
对任意的正整数 $n$,考察 $n$ 次多项式 $f(x)=k(x+k)^{n}$.
其 $m$ 次项系数为 $k \cdot \mathrm{C}_{n}^{m} \cdot k^{n-m} \geqslant k$,由 $k$ 的选取可知,$f(x)$ 的所有系数均不属于 $T$,即必属于 $M$.同样的,$-k$ 为 $f(x)$ 的 $n$ 重实根,也属于 $M$.
故 $n$ 次多项式 $f(x)=k(x+k)^{n}$ 满足条件.
答案
解析
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