Mamyf = X ^ 3-2X ^ 2 + 2X + m, m inRR.Jak udowodnić, że f nie ma wszystkich korzeni w RR?

Mamyf = X ^ 3-2X ^ 2 + 2X + m, m inRR.Jak udowodnić, że f nie ma wszystkich korzeni w RR?
Anonim

Zacznijmy od funkcji bez # m #:

# x ^ 3-2x ^ 2 + 2x = x (x ^ 2-2x + 2) #

Ta funkcja na pewno tak # x = 0 # jako root, ponieważ uwzględniliśmy to # x #.

Pozostałe korzenie są rozwiązaniami # x ^ 2-2x + 2 = 0 #, ale ta parabola nie ma korzeni. Oznacza to, że oryginalny wielomian ma tylko jeden korzeń.

Teraz wielomian #p (x) # o dziwnym stopniu zawsze ma co najmniej jedno rozwiązanie, ponieważ masz

#lim_ {x - infty} p (x) = - infty # i #lim_ {x

i #p (x) # jest ciągły, więc musi przekroczyć # x # osi w pewnym momencie.

Odpowiedź pochodzi z następujących dwóch wyników:

  • Wielomian stopnia # n # ma dokładnie # n # złożone korzenie, ale najbardziej # n # prawdziwe korzenie
  • Biorąc pod uwagę wykres #f (x) #, wykres #f (x) + k # ma ten sam kształt, ale jest przetłumaczony pionowo (w górę, jeśli #k> 0 #, w dół w przeciwnym razie).

Zaczynamy od # x ^ 3-2x ^ 2 + 2x #, który ma tylko jedno prawdziwe korzenie (a więc dwa złożone korzenie) i przekształcamy je w # x ^ 3-2x ^ 2 + 2x + m #, co oznacza, że tłumaczymy je w górę lub w dół, więc nie zmieniamy liczby rozwiązań.

Kilka przykładów:

Funkcja oryginalna: # y = x ^ 3-2x ^ 2 + 2x #

wykres {x ^ 3-2x ^ 2 + 2x -3 3 -4 4}

Przetłumacz: # y = x ^ 3-2x ^ 2 + 2x + 2 #

wykres {x ^ 3-2x ^ 2 + 2x + 2 -3 3 -4 4}

Przetłumacz w dół: # y = x ^ 3-2x ^ 2 + 2x-3 #

wykres {x ^ 3-2x ^ 2 + 2x-3 -3 3 -4 4}

Jak widać, zawsze jest jeden root

Odpowiedź:

Zobacz poniżej

Wyjaśnienie:

Alternatywne, może bardziej eleganckie rozwiązanie:

pochodna twojego wielomianu jest # 3x ^ 2-4x + 2 #, która jest parabolą wklęsłą bez korzeni, a więc zawsze pozytywną. Więc, #fa# jest:

  • Monotonicznie rośnie
  • #lim_ {x na pm infty} f (x) = pm infty #
  • # "deg" (f) = 3 #

Pierwsze dwa punkty pokazują to #fa# ma dokładnie jeden korzeń, a trzeci, że pozostałe dwa korzenie są złożone.