우선 주어진 식의 근과 계수의 관계에 의해
a+b+c+d = 0
ab+ac+ad+bc+bd+cd = -1
abc+bcd+cda+dab = 0
abcd = 1
의 관계에서
a²+b²+c²+d², a³+b³+c³+d³, a⁴+b⁴+c⁴+d⁴ 을 구하려니... 너무 복잡해집니다.
그런데 주어진 식은 짝수지수항만 있으므로
a가 근이면 a⁴ + a² + 1 = 0 이므로
x = -a를 대입해도 (-a)⁴ + (-a)² + 1 = a⁴ + a² + 1 = 0으로 만족하므로
-a도 근이 됩니다.
즉, 네 근은 둘씩 짝지어 반대부호인 값이 됩니다.
따라서 절대값이 다른 두 양수근을 p, q라고 하면 (x=0을 대입하면 조건 만족 안 되므로 0은 근이 아님)
다른 두 근은 -p, -q가 됩니다.
따라서 근과 계수 관계에 대입하면
p+q-p-q = 0은 당연한 거고
pq - p² - pq - pq - q² + pq = -1은 p²+q² = 1로 정리 됩니다.
-p²q + pq² +p²q - pq² = 0도 당연한 거고
p²q² = 1이고 p,q는 양수라고 했으므로 pq = 1이 됩니다.
그리고 구할 값은
근의 제곱합은 p²+q²+p²+q² = 2(p²+q²) = 2가 되고
근의 세제곱합은 p³+q³-p³-q³ = 0이 되고
근의 네제곱합은 p⁴+q⁴ + p⁴ + q⁴ = 2(p⁴ + q⁴) = 2{(p²+q²)² - 2p²q²} = 2{1² - 2*1} = -2가 됩니다.
옳은 것은 앞의 두개가 됩니다.