Voor hoeveel reële getallen x is ( x + i )5
een reëel getal ?
|
A. 0 |
| B. 1 |
| C. 3 |
| D. 4 |
| E. 5 |
[ 5-A174 - op net sinds 26.5.2026-(E)- ]
Translation in E N G L I S H
|
For how many real values of x, is (x + i)5 a real number ? |
A. 0 |
| B. 1 |
| C. 3 |
| D. 4 |
| E. 5 |
Oplossing - Solution
(a + b)5 = a5 + 5a4b + 10a3b2 + 10a2b3 + 5ab4 + b5
( x + i )5 = x5 + 5x4i + 10x3i2 + 10x2i3 + 5xi4 + i5
= x5 + 5x4i − 10x3 − 10x2i + 5x + i
= x5 − 10x3 + 5x + (5x4 −10x2 + 1) i
Deze uitdrukking is een reëel getal als 5x4 −10x2 + 1 = 0
Dit is een bikwadratische vergelijking die gelijkwaardig is met
5y2 − 10y + 1 = 0 ∧ y = x2
De discriminant van de vierkantsvergelijking is D = 100 − 20 = 80
en levert dus twee oplossingen voor y : \(y_{1,2}=\frac{10 \pm\sqrt{80}}{10}\)
Vermits zowel y1 als y2 positief zijn ( \(\small\sqrt{10}\) is immers kleiner dan 10) gaan we voor elke y-waarde twee x-waarden verkrijgen (via x² = y) zodat we 2 × 2 = 4 oplossingen krijgen in totaal.
