明白了,原来是等比数列的问题。已知条件如下:
根据等差数列的定义,我们有: [ b = a + x ] [ c = a + 2x ]
根据等比数列的定义,我们有: [ c = br ] [ d = cr = b(r^2) ]
同时,根据题目的第三个条件,我们知道: [ d = a + 48 ]
将 ( b ) 和 ( d ) 的表达式代入等比数列的条件,我们可以解出 ( a )、( x ) 和 ( r ) 的关系: [ b(r^2) = a + 48 ] [ b = a + x ] [ c = br = (a + x)r ]
由于 ( c ) 是等差数列中的项,我们也可以将其表示为: [ c = a + 2x ]
现在我们可以将等差和等比数列的关系相等: [ (a + x)r = a + 2x ] [ ar + xr = a + 2x ]
由于 ( a ) 和 ( x ) 都是整数,我们可以简化上式: [ r = \frac{2x}{a} ]
我们还知道 ( a < b < c < d ),其中 ( b = a + x ),所以 ( x > 0 )。另外,( r ) 必须是整数,因为 ( b, c, d ) 成等比数列。
现在让我们用 ( d - a = 48 ) 这个条件来解这个问题: [ d = a + 48 ] [ d = b(r^2) ] [ a + 48 = (a + x)(r^2) ]
将 ( r = \frac{2x}{a} ) 代入上面的等式: [ a + 48 = (a + x)\left(\left(\frac{2x}{a}\right)^2\right) ] [ a + 48 = (a + x)\left(\frac{4x^2}{a^2}\right) ] [ a^3 + 48a = 4x^2 + 4x^3 ] [ a^3 + 48a - 4x^2 - 4x^3 = 0 ]
这是一个关于 ( a ) 的三次方程。我们可以将 ( x ) 视为一个已知数,然后求解 ( a )。但是,由于 ( a, b, c, d ) 都是正整数,我们需要寻找合适的 ( x ) 值,使得 ( a ) 也是正整数。
观察到 ( a ) 和 ( x ) 的关系,我们可以猜测 ( x ) 可能与 ( a ) 有某种简单的关系,比如 ( x = a ) 或 ( x = 2a )。让我们尝试 ( x = a ): [ a = 2a^2 ] [ 2a^2 - a = 48 ] [ 2a^2 - a - 48 = 0 ]
这是一个关于 ( a ) 的二次方程,我们可以使用求根公式来解它: [ a = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} ] [ a = \frac{1 \pm \sqrt{1 + 4 \cdot 2 \cdot 48}}{4} ] [ a = \frac{1 \pm \sqrt{193}}{4} ]
由于 ( a ) 必须是整数,我们需要 ( \sqrt{193} ) 是一个奇数,这样它的平方加上1才是4的倍数。但 ( \sqrt{193} ) 不是一个整数,因此 ( x = a ) 不适用。
接下来,我们尝试 ( x = 2a ): [ a^3 + 48a - 4(2a)^2 - 4(2a)^3 = 0 ] [ a^3 + 48a - 16a^2 - 32a^3 = 0 ] [ -31a^3 + 16a^2 + 48a = 0 ]