(i) Solving,
⇒a2−4a−1=0⇒a2−4a=1⇒a(a−4)=1⇒a−4=a1⇒a−a1=4
Hence, (a−a1)=4
(ii) Using identity,
⇒(a+a1)2−(a−a1)2=4⇒(a+a1)2−(4)2=4⇒(a+a1)2−16=4⇒(a+a1)2=4+16⇒(a+a1)2=20⇒a+a1=20⇒a+a1=±25.
Hence, a+a1=±25
(iii) From part (i) and (ii),
⇒a−a1=4⇒a+a1=±25
Case 1:
⇒a+a1=25
Using identity,
⇒(a+a1)(a−a1)=(a2−a21)⇒(25)×(4)=(a2−a21)⇒(a2−a21)=85
Case 2:
⇒a+a1=−25
Using identity,
⇒(a+a1)(a−a1)=(a2−a21)⇒(−25)×(4)=(a2−a21)⇒(a2−a21)=−85
Hence, (a2−a21)=±85.
(iv) From part (i) and (ii),
⇒a−a1=4⇒a+a1=±25
Using identity,
⇒(a+a1)2+(a−a1)2=2(a2+a21)⇒(±25)2+(4)2=2(a2+a21)⇒2(a2+a21)=20+16⇒2(a2+a21)=36⇒(a2+a21)=236⇒(a2+a21)=18
Hence, (a2+a21)=18.