• facebook
  • twitter
  • whatsapp
  • telegram

UNIT - IV  Theory of Equations

Questions - Answers

1. Find the polynomial equation whose roots are the reciprocals of the roots of

x4-3x3+7x2+5x-2 = 0.

Sol: Given equation is f(x) = x4-3x3+7x2+5x-2 = 0

         Required equation is x4f() = 0

          x4 [()4 - 3()3 + 7(

)+ 5() - 2] = 0

          [1-3x + 7x2 + 5x3 - 2x4] = 0

          or 2x4 - 5x3 - 7x2 + 3x - 1 = 0.

2. If the roots of x3+3px2+3qx+r = 0 are in Geometric Progression, find the condition.

Sol: The roots are in G.p.

         Let the roots be , a, ar.

         given (a/r) (a) (ar) = - r

                                   a3 = - r

                                     a = (- r)1/3

         'a' is root of the given equation

                     a3+3pa2+3qa+r = 0

          [(-r)1/3]3 + 3p((-r)1/3)2 + 3q(-r)1/3 + r = 0

          p3r = q is the required condition.

3. If α, β, γ  are roots of the equations x3-10x2+6x-8 = 0. Find α2 + β2 + γ2.

Sol: From the given equation,

               α+ β+ γ = 10

               αβ+ βγ + γα = 6

                   αβγ = 8

        Now, α2+ β2+ γ2 = (α+ β+ γ)2 - 2 (αβ+ βγ + γα )

                                       = (10)2 - 2(6)

                                       = 100 - 12 = 88.

4. If α, β, l are the roots of x3-2x2-5x+6 = 0 then find α and β.

Sol: α, β and l are the roots of

                      x3-2x2-5x+6 = 0

                    α + β + 1 = 2  α+ β = 1

                    (α) (β) (1) = -6   ⇒  αβ = -6

                     (α - β)2 = (α+β)2 - 4β

                                   = 1 + 24

                                   = 25

                     α - β = 5 and α + β = 1 

                     gives α =3 and β = -2 or

                             β = 3 and α = -2

5. If 1, -2 and 3 are the roots of x3-2x2+ax+6 = 0 then find a.

Sol: 1, -2 and 3 are roots of x3-2x2+ax+6 = 0

      we know that if α, β, γ are the roots then αβ+ βγ + γα = a

            ⇒ (1) (-2) + (-2) (3) + (3) (1) = a

            ⇒ a = -5

6. Find the algebraic equation whose roots are 3 times the roots of x3+2x2-4x+1 = 0

Sol: Let the given equation be

         f(x) = x3+2x2-4x+1 = 0.

       The algebraic equation whose roots are 3 times that of f(x) = 0 is f() = 0

          ⇒ (x/3)3 + 2(x/3)2 -4 (x/3) + 1 = 0

          ⇒ x3 + 6x2 - 36x + 27 = 0

7. From the polynomial equation with rational co-efficients whose roots are 1 + 5i, 5 - i.

Sol: Since the 1+5i, 5-i are roots of the equation f(x) = 0, 1-5i, 5+i are also the roots of it.

 .'. f(x) = (x - (1 + 5i)) (x - (5 - i)) (x - (1 - 5i)) (x - (5 + i)) = 0.

    (x - 1 - 5i) (x - 1 + 5i) (x - 5+ i) (x - 5 - i) = 0

    ((x - 1)2 - (5i)2) ((x - 5)2 - (i)2) = 0

     (x2 - 2x + 1 + 25) (x2 - 10x + 25 + 1) = 0

     (x2 - 2x + 26) (x2 - 10x + 26) = 0

           x4 - 12x3 + 72x2 - 312x + 676 = 0 is the required equation.

7 Marks questions

1. Solve x4 + 4x3 - 2x2 - 12x + 9 = 0 given that it has two pairs of equal roots.

Sol: Given equation is x4 + 4x3 - 2x2 - 12x + 9 = 0

         Let the roots be α, α, β, β.

         Sum of roots 2(α+ β) = -4  =>  α + β = -2.

         Product of roots α2β2 = 9

        ⇒  αβ = ± 3.

        Let αβ = -3                              If αβ = 3

       (α- β)2 = (α + β)2 - 4αβ           (α- β)2 = (α + β)2 - 4αβ

       = (-2)2 - 4(-3)                           = (-2)2 - 4(3)

       = 4 + 12                                     = 4 - 12

      = 16.                                         = -8 < 0     not possible.

 
                    .'. α - β = 4

                        α + β = -2

              ----------------------------

                        2α     = 2
       

               α = 1 &  β = -3.

       .'. The roots are 1, 1, -3, -3.

2. Solve x4 + x3 - 16x2 - 4x + 48 = 0, given that the product of two of the roots is 6.

Sol: Let the roots of the given equation be α, β, γ and δ

         Let αβ = 6 ....... (1)

        Now we have α + β + γ +  δ = -1 ......... (2)

        αβ + αγ +  αδ + βγ + βδ + γδ = -16 ......... (3)

        αβγ + βγδ +  γδα + δαβ = 4 ....... (4)

                  αβγδ = 48 ............ (5)

               (1) & (5)  γδ = 8 ----- (6)

               Sub. αβ = 6 and γδ = 8 in (3)

               We get (α + β) (γ + δ) = -16-8-6

                 (α + β) (γ + δ) = -30 ---- (7)

              (1) & (7) ⇒ 

     [(α + β) - (γ + δ)]2 = [(α + β) + (γ + δ)]2 - 4(α + β) (γ + δ)

                                                       = (-1)2 - 4 (-30)

                                                       = 1 + 120

                                                       = 121

                           (α + β) - (γ + δ) = ± 11

                          (α + β) - (γ + δ) = 11 &  (α + β) + (γ + δ) = -1

                 ⇒   2(α + β) = 10    ⇒   α + β  = 5      &   γ + δ = -6

(α - β)2 = (α + β)2 - 4αβ                    (γ - δ)2 = (γ + δ)2 - 4γδ

            = (5)2 - 4(6)                           = (-6)2 - 4(8)

    = 25-24  = 1 ⇒   α - β = ± 1    = 36 - 32  = 4   ⇒ γ - δ = ± 2 

      Solving α + β = 5                   Solving γ + δ = - 6

       and α + β = ± 1                      and γ - δ = ± 2 

We get                                          we get               

        α = 3  &  β = 2                       γ = -2 & δ = -4

   or α = 2,  &  β = 3                 or   γ = -4  & δ = -2

  The roots of the given equation are -4, -2, 2, 3.

3. Solve 18x3 + 81x2 + 121x + 60 = 0 given that one root is equal to half the sum of the remaining roots.

Sol: Given equation is

       18x3 + 81x2 + 121x + 60 = 0

                     

Let the roots of (1) be α, β and γ. By given condition let α =   ⇒ 2α = β + γ - (2)

       Now, we have α + β + γ  = -9/2 - (3)

                                αβ + βγ + γα = 121/18 - (4)

                                               αβγ = -10/3 - (5)

       (2) and (3) gives α = -3/2 and β + γ = - 3.

        Sub α = -3/2  in (5), βγ = 20/9       (β - γ)2 = (β + γ)2 - 4βγ = 9 - 80/9 = 1/9

            β - γ = ± 1/3     &    β + γ = -3

        ⇒ β = -4/3        and   γ = -5/3 

           or γ = -4/3     and   β = -5/3

         .

4. Solve 6x3 - 11x2 + 6x-1 = 0 given that the roots are in H.P.

Sol: Let f(x) = 6x3 -11x2 + 6x-1

       ⇒   The roots of f(x) = 0 are in H.P.

       ⇒   The roots of f(

) = 0 are in A.P.

         f() =  6()3 - 11()2 + 6() - 1 = 0

                  6 - 11x + 6x2 - x3 = 0

                  x3 - 6x+ 11x - 6 = 0 ---(1)

Let the roots of (1) be a-d, a and a+d.

Now we have a - d + a +  a + d = 6 -- (2)

                        ⇒  3a = 6

                        ⇒  a = 2

     (a - d) a + a(a + d) +(a - d) (a + d) = 11 ---- (3)

     and (a - d)  a (a + d) = 6 -- (4)

    Sub a = 2    in  (4)       ⇒  (2 - d) 2 (2 + d) =  6

                                       ⇒  4 - d2 = 3          => d2 = 1

                                        ⇒  d = ± 1

    .'. The roots of (1) are 1, 2, 3

         and hence the roots of the given equation are 1, 1/2, 1/3

5. Find the polynomial equation whose roots are the translates of those of the equation.

x4-5x3+7x2-17x+11 = 0 by -2.

Sol: Given equation is

         f(x) = x4 - 5x3 + 7x2 - 17x + 11 = 0.

 Now the required equation is f(x+2) = 0.

        i.e., (x+2)4 - 5(x+2)3 + 7(x+2)2 - 17(x+2) + 11 = 0.

       i.e, A0x4 + A1x3 + A2x2 + A3x + A4 = 0.

                  

.'. The required equation is    x4 + 3x3 + x2 - 17x - 19 = 0

6. Solve the equation  6x6 - 25x5 + 31x4 - 31x2 + 25x - 6 = 0.

Sol: Given equation is a reciprocal equation of class II and is of even degree and hence ± 1 are the roots of the given equation 6x6 - 25x5 + 31x4 - 31x2 + 25x - 6 = 0 --- (1)

        

   (1) = (x2-1) (6x- 25x3 + 37x2 - 25x + 6) = 0

             6x4 - 25x3 + 37x2 - 25x + 6 = 0 --- (2)

             Dividing by x2

              

 Sub. these values in (3)

                 6(t2-2) -25t + 37 = 0

             ⇒   6t2 - 25t + 25 = 0

             ⇒   6t2 - 15t - 10t + 25 = 0

            ⇒     3t(2t-5) - 5(2t-5) = 0

            ⇒   (3t-5) (2t-5) = 0

   

     ⇒   2x2-4x-x+2 = 0

     ⇒   2x(x-2) -1 (x-2) = 0

     ⇒   (2x-1) (x-2) = 0  x = 1/2 or 2.

.'. The roots of the given equation (1) are

Posted Date : 05-06-2021

గమనిక : ప్రతిభ.ఈనాడు.నెట్‌లో కనిపించే వ్యాపార ప్రకటనలు వివిధ దేశాల్లోని వ్యాపారులు, సంస్థల నుంచి వస్తాయి. మరి కొన్ని ప్రకటనలు పాఠకుల అభిరుచి మేరకు కృత్రిమ మేధస్సు సాంకేతికత సాయంతో ప్రదర్శితమవుతుంటాయి. ఆ ప్రకటనల్లోని ఉత్పత్తులను లేదా సేవలను పాఠకులు స్వయంగా విచారించుకొని, జాగ్రత్తగా పరిశీలించి కొనుక్కోవాలి లేదా వినియోగించుకోవాలి. వాటి నాణ్యత లేదా లోపాలతో ఈనాడు యాజమాన్యానికి ఎలాంటి సంబంధం లేదు. ఈ విషయంలో ఉత్తర ప్రత్యుత్తరాలకు, ఈ-మెయిల్స్ కి, ఇంకా ఇతర రూపాల్లో సమాచార మార్పిడికి తావు లేదు. ఫిర్యాదులు స్వీకరించడం కుదరదు. పాఠకులు గమనించి, సహకరించాలని మనవి.

Special Stories

More

విద్యా ఉద్యోగ సమాచారం

More
 

లేటెస్ట్ నోటిఫికేష‌న్స్‌