Для того чтобы решить задачу, где один из корней квадратного уравнения является квадратом другого, обозначим корни уравнения через ( x_1 ) и ( x_2 ). По условию, один из корней является квадратом другого, то есть мы можем предположить, что ( x_1 = x_2^2 ) или ( x_2 = x_1^2 ).
Уравнение имеет вид:
[ 4x^2 - 15x + b = 0. ]
По теореме Виета для квадратного уравнения ( ax^2 + bx + c = 0 ), сумма корней равна ( -\frac{b}{a} ), а произведение корней равно ( \frac{c}{a} ). Применим это к нашему уравнению:
Сумма корней:
[
x_1 + x_2 = \frac{15}{4}.
]
Произведение корней:
[
x_1 \cdot x_2 = \frac{b}{4}.
]
Теперь рассмотрим случай, когда ( x_1 = x_2^2 ). Тогда:
Сумма корней:
[
x_2^2 + x_2 = \frac{15}{4}.
]
Произведение корней:
[
x_2^2 \cdot x_2 = x_2^3 = \frac{b}{4}.
]
Из первого уравнения:
[
x_2^2 + x_2 = \frac{15}{4}.
]
Перепишем его как квадратное уравнение относительно ( x_2 ):
[
x_2^2 + x_2 - \frac{15}{4} = 0.
]
Это уравнение можно решить через дискриминант:
[
D = 1^2 - 4 \cdot 1 \cdot \left(-\frac{15}{4}\right) = 1 + 15 = 16.
]
Корни квадратного уравнения:
[
x_2 = \frac{-1 \pm \sqrt{16}}{2} = \frac{-1 \pm 4}{2}.
]
Это дает нам два корня:
[
x_2 = \frac{3}{2} \quad \text{или} \quad x_2 = -\frac{5}{2}.
]
Теперь найдем ( x_1 ) для каждого случая и определим ( b ):
Если ( x_2 = \frac{3}{2} ), то ( x_1 = \left(\frac{3}{2}\right)^2 = \frac{9}{4} ):
[
x_1 \cdot x_2 = \frac{9}{4} \cdot \frac{3}{2} = \frac{27}{8}.
]
Таким образом, ( \frac{b}{4} = \frac{27}{8} ), и ( b = \frac{27}{8} \cdot 4 = \frac{27}{2} ).
Если ( x_2 = -\frac{5}{2} ), то ( x_1 = \left(-\frac{5}{2}\right)^2 = \frac{25}{4} ):
[
x_1 \cdot x_2 = \frac{25}{4} \cdot \left(-\frac{5}{2}\right) = -\frac{125}{8}.
]
Таким образом, ( \frac{b}{4} = -\frac{125}{8} ), и ( b = -\frac{125}{8} \cdot 4 = -\frac{125}{2} ).
Таким образом, возможные значения ( b ) — это ( \frac{27}{2} ) или ( -\frac{125}{2} ).