Question Number 202459 by MATHEMATICSAM last updated on 27/Dec/23
$$\mathrm{If}\:\mathrm{the}\:\mathrm{difference}\:\mathrm{of}\:\mathrm{two}\:\mathrm{roots}\:\mathrm{of}\: \\ $$$${x}^{\mathrm{2}} \:−\:{lx}\:+\:{m}\:=\:\mathrm{0}\:\mathrm{is}\:\mathrm{1}\:\mathrm{then}\:\mathrm{prove}\:\mathrm{that} \\ $$$${l}^{\mathrm{2}} \:+\:\mathrm{4}{m}^{\mathrm{2}} \:=\:\left(\mathrm{1}\:+\:\mathrm{2}{m}\right)^{\mathrm{2}} \:. \\ $$
Answered by aleks041103 last updated on 27/Dec/23
$${x}_{\mathrm{1},\mathrm{2}} =\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left({l}\pm\sqrt{{l}^{\mathrm{2}} −\mathrm{4}{m}}\right) \\ $$$$\Rightarrow\mid{x}_{\mathrm{1}} −{x}_{\mathrm{2}} \mid=\sqrt{{l}^{\mathrm{2}} −\mathrm{4}{m}}=\mathrm{1} \\ $$$$\Rightarrow{l}^{\mathrm{2}} −\mathrm{4}{m}=\mathrm{1} \\ $$$$\Rightarrow{l}^{\mathrm{2}} =\mathrm{1}+\mathrm{4}{m} \\ $$$$\Rightarrow{l}^{\mathrm{2}} +\mathrm{4}{m}^{\mathrm{2}} =\mathrm{1}+\mathrm{4}{m}+\mathrm{4}{m}^{\mathrm{2}} =\mathrm{1}+\mathrm{2}\left(\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{2}{m}\right)+\left(\mathrm{2}{m}\right)^{\mathrm{2}} \\ $$$$\Rightarrow{l}^{\mathrm{2}} +\mathrm{4}{m}^{\mathrm{2}} =\left(\mathrm{1}+\mathrm{2}{m}\right)^{\mathrm{2}} \\ $$
Answered by Rasheed.Sindhi last updated on 27/Dec/23
$${roots}:\:\alpha,\:\alpha−\mathrm{1}\:\:\left({say}\right) \\ $$$$\alpha+\left(\:\alpha−\mathrm{1}\right)={l}\:\wedge\:\alpha\left(\alpha−\mathrm{1}\right)={m} \\ $$$${l}=\mathrm{2}\alpha−\mathrm{1}\:\:\wedge\:\:{m}=\alpha\left(\alpha−\mathrm{1}\right) \\ $$$$\bullet\:{l}^{\mathrm{2}} \:+\:\mathrm{4}{m}^{\mathrm{2}} \:=\:\left(\mathrm{1}\:+\:\mathrm{2}{m}\right)^{\mathrm{2}} \\ $$$${lhs}:\:\left(\mathrm{2}\alpha−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} +\mathrm{4}\left(\alpha\left(\alpha−\mathrm{1}\right)\right)^{\mathrm{2}} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:=\mathrm{4}\alpha^{\mathrm{4}} −\mathrm{8}\alpha^{\mathrm{3}} +\mathrm{8}\alpha^{\mathrm{2}} −\mathrm{4}\alpha+\mathrm{1} \\ $$$${rhs}:\:\left(\mathrm{1}+\mathrm{2}\alpha\left(\alpha−\mathrm{1}\right)\:\right)^{\mathrm{2}} =\left(\mathrm{1}+\mathrm{2}\alpha^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}\alpha\right)^{\mathrm{2}} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:=\mathrm{4}\alpha^{\mathrm{4}} −\mathrm{8}\alpha^{\mathrm{3}} +\mathrm{8}\alpha^{\mathrm{2}} −\mathrm{4}\alpha+\mathrm{1} \\ $$$$\because\:{lhs}={rhs} \\ $$$$\therefore\:{proved} \\ $$
Answered by witcher3 last updated on 27/Dec/23
$$\mathrm{x}_{\mathrm{2}} −\mathrm{x}_{\mathrm{1}} =\mathrm{1} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{x}_{\mathrm{2}} ^{\mathrm{2}} +\mathrm{x}_{\mathrm{1}} ^{\mathrm{2}} −\mathrm{2x}_{\mathrm{1}} \mathrm{x}_{\mathrm{2}} =\mathrm{1} \\ $$$$=\mathrm{x}_{\mathrm{1}} ^{\mathrm{2}} +\mathrm{x}_{\mathrm{2}} ^{\mathrm{2}} −\mathrm{2m}=\mathrm{1} \\ $$$$\mathrm{x}_{\mathrm{1}} ^{\mathrm{2}} +\mathrm{x}_{\mathrm{2}} ^{\mathrm{2}} =\left(\mathrm{x}_{\mathrm{1}} +\mathrm{x}_{\mathrm{2}} \right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{2x}_{\mathrm{1}} \mathrm{x}_{\mathrm{2}} =\mathrm{l}^{\mathrm{2}} −\mathrm{2m} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{l}^{\mathrm{2}} −\mathrm{2m}−\mathrm{2m}=\mathrm{1} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{l}^{\mathrm{2}} +\mathrm{4m}^{\mathrm{2}} =\mathrm{1}+\mathrm{4m}+\mathrm{4m}^{\mathrm{2}} =\left(\mathrm{2m}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} \\ $$