Question Number 31320 by Joel578 last updated on 06/Mar/18
$$\mathrm{Let}\:{p}\:\mathrm{and}\:{q}\:\mathrm{are}\:\mathrm{the}\:\mathrm{roots}\:\mathrm{of}\: \\ $$$${x}^{\mathrm{2}} \:−\:\mathrm{2}{mx}\:−\:\mathrm{5}{n}\:=\:\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{and}\:{m}\:\mathrm{and}\:{n}\:\mathrm{are}\:\mathrm{the}\:\mathrm{roots}\:\mathrm{of} \\ $$$${x}^{\mathrm{2}} \:−\:\mathrm{2}{px}\:−\:\mathrm{5}{q}\:=\:\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{If}\:{p}\:\neq\:{q}\:\neq\:{m}\:\neq\:{n},\:\mathrm{then}\:\mathrm{the}\:\mathrm{value}\:\mathrm{of} \\ $$$${p}\:+\:{q}\:+\:{m}\:+\:{n}\:\mathrm{is}\:… \\ $$
Answered by MJS last updated on 06/Mar/18
$$\left({x}−{p}\right)\left({x}−{q}\right)={x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}{mx}−\mathrm{5}{n} \\ $$$${x}^{\mathrm{2}} −\left({p}+{q}\right){x}+{pq}={x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}{mx}−\mathrm{5}{n} \\ $$$${p}+{q}=\mathrm{2}{m};\:{pq}=−\mathrm{5}{n} \\ $$$${m}=\frac{{p}+{q}}{\mathrm{2}};\:{n}=−\frac{{pq}}{\mathrm{5}} \\ $$$$\left({x}−{m}\right)\left({x}−{n}\right)={x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}{px}−\mathrm{5}{q} \\ $$$${x}^{\mathrm{2}} −\left({m}+{n}\right){x}+{mn}={x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}{px}−\mathrm{5}{q} \\ $$$${m}+{n}=\mathrm{2}{p};\:{mn}=−\mathrm{5}{q} \\ $$$$\frac{{p}+{q}}{\mathrm{2}}−\frac{{pq}}{\mathrm{5}}=\mathrm{2}{p}\Rightarrow{p}=\frac{\mathrm{5}{q}}{\mathrm{15}+\mathrm{2}{q}} \\ $$$$\frac{{p}+{q}}{\mathrm{2}}×\frac{{pq}}{\mathrm{5}}=\mathrm{5}{q}\Rightarrow{q}\left({p}^{\mathrm{2}} +{pq}−\mathrm{50}\right)=\mathrm{0}\Rightarrow \\ $$$$\Rightarrow{q}_{\mathrm{1}} =\mathrm{0};\:{p}_{\mathrm{1}} =\mathrm{0}:\:\mathrm{not}\:\mathrm{valid}\:\left({p}\neq{q}\right) \\ $$$${p}^{\mathrm{2}} +{pq}−\mathrm{50}=\mathrm{0}\:\mathrm{with}\:{p}=\frac{\mathrm{5}{q}}{\mathrm{15}+\mathrm{2}{q}} \\ $$$${q}^{\mathrm{3}} −\mathrm{10}{q}^{\mathrm{2}} −\mathrm{300}{q}−\mathrm{1225}=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{try}\:\mathrm{all}\:\pm{q}\:\mathrm{with}\:{q}\mid\mathrm{1225} \\ $$$$\Rightarrow{q}_{\mathrm{2}} =−\mathrm{5};\:{p}_{\mathrm{2}} =−\mathrm{5};\:\mathrm{not}\:\mathrm{valid}\:\left({p}\neq{q}\right) \\ $$$${q}^{\mathrm{2}} −\mathrm{15}{q}−\mathrm{225}=\mathrm{0} \\ $$$${q}_{\mathrm{3}} =\frac{\mathrm{15}}{\mathrm{2}}\left(\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}\right);\:{p}_{\mathrm{3}} =\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{2}}\left(\mathrm{3}+\sqrt{\mathrm{5}}\right) \\ $$$${m}_{\mathrm{3}} =\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{2}}\left(\mathrm{3}−\sqrt{\mathrm{5}}\right);\:{n}_{\mathrm{3}} =\frac{\mathrm{15}}{\mathrm{2}}\left(\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}\right) \\ $$$${q}_{\mathrm{4}} ={n}_{\mathrm{3}} ;\:{p}_{\mathrm{4}} ={m}_{\mathrm{3}} \\ $$$${m}+{n}+{p}+{q}=\mathrm{30} \\ $$
Commented by Joel578 last updated on 06/Mar/18
$${thank}\:{you}\:{very}\:{much} \\ $$