Question Number 209385 by efronzo1 last updated on 08/Jul/24
Answered by Rasheed.Sindhi last updated on 08/Jul/24
$${p}\left({x}\right)={ax}^{\mathrm{2}} +{bx}+\mathrm{1}\Rightarrow{p}\left(\mathrm{1}\right)={a}+{b}+\mathrm{1} \\ $$$${q}\left({x}\right)={bx}^{\mathrm{2}} +{ax}+\mathrm{1}\Rightarrow{q}\left(\mathrm{1}\right)={b}+{a}+\mathrm{1} \\ $$$${p}\left(\:{q}\left(\mathrm{1}\right)\:\right)={q}\left(\:{p}\left(\mathrm{1}\right)\:\right) \\ $$$${p}\left({a}+{b}+\mathrm{1}\right)={q}\left({a}+{b}+\mathrm{1}\right) \\ $$$${a}\left({a}+{b}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} +{b}\left({a}+{b}+\mathrm{1}\right)+\mathrm{1} \\ $$$$\:\:={b}\left({a}+{b}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} +{a}\left({a}+{b}+\mathrm{1}\right)+\mathrm{1} \\ $$$${a}\left({a}^{\mathrm{2}} +{b}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}+\mathrm{2}{ab}+\mathrm{2}{b}+\mathrm{2}{a}\right)+{ab}+{b}^{\mathrm{2}} +{b} \\ $$$$={b}\left({a}^{\mathrm{2}} +{b}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}+\mathrm{2}{ab}+\mathrm{2}{b}+\mathrm{2}{a}\right)+{a}^{\mathrm{2}} +{ab}+{a} \\ $$$${a}^{\mathrm{3}} +{ab}^{\mathrm{2}} +{a}+\mathrm{2}{a}^{\mathrm{2}} {b}+\mathrm{2}{ab}+\mathrm{2}{a}^{\mathrm{2}} +{b}^{\mathrm{2}} +{b} \\ $$$$={a}^{\mathrm{2}} {b}+{b}^{\mathrm{3}} +{b}+\mathrm{2}{ab}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{b}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{ab}+{a}^{\mathrm{2}} +{a} \\ $$$${a}^{\mathrm{3}} −{b}^{\mathrm{3}} −{ab}^{\mathrm{2}} +{a}^{\mathrm{2}} {b}+{a}−{b}+{a}^{\mathrm{2}} −{b}^{\mathrm{2}} +{a}−{b}=\mathrm{0} \\ $$$${a}^{\mathrm{3}} −{b}^{\mathrm{3}} −{ab}^{\mathrm{2}} +{a}^{\mathrm{2}} {b}+{a}^{\mathrm{2}} −{b}^{\mathrm{2}} =\mathrm{0} \\ $$$$\left({a}−{b}\right)\left({a}^{\mathrm{2}} +{ab}+{b}^{\mathrm{2}} \right)+{ab}\left({a}−{b}\right)+\left({a}−{b}\right)\left({a}+{b}\right)=\mathrm{0} \\ $$$$\left({a}−{b}\right)\left({a}^{\mathrm{2}} +{ab}+{b}^{\mathrm{2}} +{ab}+{a}+{b}\right)=\mathrm{0} \\ $$$${a}−{b}\neq\mathrm{0}\Rightarrow\left({a}+{b}\right)^{\mathrm{2}} +\left({a}+{b}\right)=\mathrm{0} \\ $$$$\left({a}+{b}\right)\left({a}+{b}+\mathrm{1}\right)=\mathrm{0} \\ $$$${a}+{b}\neq\mathrm{0}\Rightarrow{a}+{b}=−\mathrm{1} \\ $$$${p}\left(\mathrm{1}\right)=\mathrm{0}\:,\:{q}\left(\mathrm{1}\right)=\mathrm{0} \\ $$$${p}\left(\mathrm{0}\right)=\mathrm{1},\:{q}\left(\mathrm{0}\right)=\mathrm{1} \\ $$$$\blacktriangleright{q}\left({q}\left({q}\left(\mathrm{0}\right)\right)\right)+{p}\left({p}\left({p}\left(\mathrm{1}\right)\right)\right) \\ $$$$={q}\left({q}\left(\mathrm{1}\right)\right)+{p}\left({p}\left(\mathrm{0}\right)\right) \\ $$$$={q}\left(\mathrm{0}\right)+{p}\left(\mathrm{1}\right) \\ $$$$=\mathrm{1}+\mathrm{0}=\mathrm{1} \\ $$
Commented by Frix last updated on 08/Jul/24
$$\mathrm{Yes}\:\mathrm{but}\:\mathrm{take}\:\mathrm{a}\:\mathrm{closer}\:\mathrm{look}: \\ $$$${a}\left({a}+{b}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} +{b}\left({a}+{b}+\mathrm{1}\right)+\mathrm{1} \\ $$$$\:\:={b}\left({a}+{b}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} +{a}\left({a}+{b}+\mathrm{1}\right)+\mathrm{1} \\ $$$$\mathrm{it}\:\mathrm{directly}\:\mathrm{follows}: \\ $$$${a}\left({a}+{b}+\mathrm{1}\right)+{b}={b}\left({a}+{b}+\mathrm{1}\right)+{a} \\ $$$$\left({a}−{b}\right)\left({a}+{b}+\mathrm{1}\right)={a}−{b} \\ $$$${a}+{b}+\mathrm{1}=\mathrm{0} \\ $$
Commented by Rasheed.Sindhi last updated on 09/Jul/24
$${Yes}\:\boldsymbol{{sir}},\:{thanks}! \\ $$