Quadratic Positive Roots 6F9C97
1. مسئله را بیان میکنیم: معادله درجه دوم $$(m - 2)x^2 + r m x + r^2 = 0$$ را داریم و میخواهیم مقادیر $m$ را پیدا کنیم که این معادله دو ریشه مثبت داشته باشد.
2. فرمول کلی معادله درجه دوم: برای معادله $$ax^2 + bx + c = 0$$ ریشهها با فرمول
$$x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$$
محاسبه میشوند.
3. شرایط داشتن دو ریشه مثبت:
- دلتا (مقدار زیر رادیکال) باید مثبت باشد:
$$\Delta = b^2 - 4ac > 0$$
- هر دو ریشه باید مثبت باشند. برای این کار:
- $$a = m - 2 > 0 \Rightarrow m > 2$$
- $$c = r^2 > 0$$ (همیشه مثبت است چون مربع است)
- مجموع ریشهها $$-\frac{b}{a} = -\frac{r m}{m - 2} > 0$$
- حاصلضرب ریشهها $$\frac{c}{a} = \frac{r^2}{m - 2} > 0$$
4. بررسی دلتا:
$$\Delta = (r m)^2 - 4 (m - 2) r^2 = r^2 m^2 - 4 r^2 (m - 2) = r^2 (m^2 - 4m + 8)$$
چون $$r^2 > 0$$، شرط دلتا مثبت میشود:
$$m^2 - 4m + 8 > 0$$
این عبارت همیشه مثبت است چون دلتا این عبارت $$16 - 32 = -16 < 0$$ است و تابع درجه دوم رو به بالا است.
5. شرط مجموع ریشهها مثبت:
$$-\frac{r m}{m - 2} > 0$$
با توجه به $$r > 0$$ (فرض میکنیم مثبت است چون در غیر این صورت ریشهها پیچیده میشوند)، این شرط میشود:
$$-\frac{m}{m - 2} > 0$$
6. بررسی علامت عبارت:
- اگر $$m > 2$$، مخرج مثبت است، پس صورت باید منفی باشد تا کسر منفی شود، یعنی $$m < 0$$ که تناقض است.
- اگر $$m < 2$$، مخرج منفی است، پس صورت باید مثبت باشد $$m > 0$$ تا کسر منفی شود.
پس شرط مجموع ریشهها مثبت نمیتواند همزمان با $$m > 2$$ برقرار باشد.
7. شرط حاصلضرب ریشهها مثبت:
$$\frac{r^2}{m - 2} > 0$$
چون $$r^2 > 0$$، پس:
$$m - 2 > 0 \Rightarrow m > 2$$
8. نتیجهگیری:
- برای داشتن دو ریشه مثبت، باید $$m > 2$$ باشد (از شرط حاصلضرب ریشهها)
- اما شرط مجموع ریشهها مثبت با $$m > 2$$ سازگار نیست.
بنابراین، معادله داده شده هیچ مقدار $m$ ندارد که دو ریشه مثبت داشته باشد.
پاسخ نهایی: هیچ مقدار $m$ وجود ندارد که معادله دو ریشه مثبت داشته باشد.