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不想看的话有现成的
易知$\omega=\frac{-a\pm \sqrt{a^2-4b}}{2}$
则题目可化为$\lvert \frac{-a+ \sqrt{a^2-4b}}{2}-\frac{p}{q} \rvert \geqslant \frac{C}{q^2}$
或$\lvert \frac{-a- \sqrt{a^2-4b}}{2}-\frac{p}{q} \rvert \geqslant \frac{C}{q^2}$
两边同乘$2$,化为:
$\lvert \sqrt{a^2-4b}-\frac{2p+aq}{q} \rvert \geqslant \frac{2C}{q^2}$
或$\lvert \sqrt{a^2-4b}+\frac{2p+aq}{q} \rvert \geqslant \frac{2C}{q^2}$
于是问题转化为存在$C>0$,使得$\lvert \sqrt{n}-\frac{p}{q} \rvert \geqslant \frac{2C}{q^2}$
其中$n\in \mathbb{N}^{*},且\sqrt{n}$为无理数。
不妨设
$$\frac{k}{q}<\sqrt{n}<\frac{k+1}{q},k\in \mathbb{N}$$
则
$$k^2+1\leqslant nq^2 \leqslant (k+1)^2-1$$
于是
$$\lvert n-\frac{k^2}{q^2} \rvert \geqslant \frac{1}{q^2},\lvert n-\frac{(k+1)^2}{q^2} \rvert \geqslant \frac{1}{q^2}$$
于是
$$\frac{1}{q^2} \leqslant \lvert n-\frac{k^2}{q^2} \rvert = \lvert \sqrt{n}-\frac{k}{q}\rvert · \lvert \sqrt{n}+\frac{k}{q} \rvert \leqslant \lvert \sqrt{n}- \frac{k}{q} \rvert · 2\sqrt{n}$$
且
$$\frac{1}{q^2} \leqslant \lvert n-\frac{(k+1)^2}{q^2} \rvert = \lvert \sqrt{n}-\frac{k+1}{q}\rvert · \lvert \sqrt{n}+\frac{k+1}{q} \rvert \leqslant \lvert \sqrt{n}- \frac{k+1}{q} \rvert ·( 2\sqrt{n}+1)$$
因此
$$\lvert \sqrt{n}-\frac{p}{q} \rvert \geqslant \min(\lvert \sqrt{n}-\frac{k}{q} \rvert,\lvert \sqrt{n}-\frac{k+1}{q}\rvert)\geqslant \frac{1}{q^2}·\frac{1}{2\sqrt{n}+1}$$
易知$C>0$
证毕