1. Zadatak
Odredi sve kompleksne brojeve za koje su svi koeficijenti polinoma
realni.
Prvo rješenje.
Svaki realni broj zadovoljava traženi uvjet, stoga pretpostavimo nadalje da nije realan broj.
Ako je nultočka polinoma s realnim koeficijentima, tada je i nultočka tog polinoma. Budući da je polinom trećeg stupnja, mora imati barem jednu realnu nultočku, pa zato imamo samo dva slučaja: ili je ili je .
Ako je , onda je , pa budući da je slijedi . Nadalje, dobivamo . Za takve imamo
Dakle, brojevi i čine konjugirano kompleksni par, a je realan broj, pa zaključujemo da polinom ima realne koeficijente. Iz slijedi , a kako nije realni broj, vrijedi . Rješenja te jednadžbe su
Ako je , na sličan način pokazujemo da vrijedi . Odavde je , budući da realna rješenja ne promatramo. Direktnom provjerom vidimo da obje mogućnosti za zadovoljavaju uvjete zadatka:
Dakle, svi kompleksni brojevi koji zadovoljavaju traženi uvjet su svi realni brojevi te
Drugo rješenje.
Kao u prvom rješenju, svi realni brojevi su rješenja pa pretpostavimo da nije realan broj.
Neka je , računamo:
Ako je , onda je jer nije realni broj. Istom provjerom kao u prvom rješenju, dolazimo do zaključka da su oba kompleksna treća korijena iz jedinice rješenja. Oni iznose
Ako , onda je realni broj. Tada iz dobivamo
Ako , tada iz gornje jednakosti vidimo i da je realan broj kao omjer dva takva, što je suprotno pretpostavci. Dakle, , pa je . Direktnom provjerom kao u prvom rješenju vidimo da obje mogućnosti za zadovoljavaju uvjete zadatka.
Dakle, svi kompleksni brojevi koji zadovoljavaju traženi uvjet su svi realni brojevi te