Tenim = X ^ 3-2X ^ 2 + 2X + m, m inRR.Com demostrar que f no té totes les arrels en RR?

Tenim = X ^ 3-2X ^ 2 + 2X + m, m inRR.Com demostrar que f no té totes les arrels en RR?
Anonim

Comencem amb la funció sense # m:

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

Segurament aquesta funció # x = 0 # com a arrel, ja que teníem en compte # x #.

Les altres arrels són solucions de # x ^ 2-2x + 2 = 0 #, però aquesta paràbola no té arrels. Això vol dir que el polinomi original només té una arrel.

Ara, un polinomi #p (x) # de grau senar sempre té almenys una solució, perquè ho tens

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

i #p (x) # és continu, de manera que ha de travessar el # x # eix en algun moment.

La resposta prové dels dos resultats següents:

  • Un polinomi de grau # n # té exactament # n # arrels complexes, però com a màxim # n # arrels reals
  • Donat el gràfic de #f (x) #, el gràfic de #f (x) + k # té la mateixa forma, però està traduïda verticalment (cap amunt si #k> 0 #, cap avall en cas contrari).

Per tant, partim # x ^ 3-2x ^ 2 + 2x #, que té només una arrel real (i per tant dues arrels complexes) i la transformem en # x ^ 3-2x ^ 2 + 2x + m #, el que significa que el traduïm cap amunt o cap avall, de manera que no canviem el nombre de solucions.

Alguns exemples:

Funció original: # y = x ^ 3-2x ^ 2 + 2x #

gràfic {x ^ 3-2x ^ 2 + 2x -3 3 -4 4}

Tradueix cap amunt: # y = x ^ 3-2x ^ 2 + 2x + 2 #

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

Traduir cap avall: # y = x ^ 3-2x ^ 2 + 2x-3 #

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

Com podeu veure, sempre hi ha una arrel

Resposta:

Mirar abaix

Explicació:

Una solució alternativa, potser més elegant:

el derivat del vostre polinomi és # 3x ^ 2-4x + 2 #, que és una paràbola còncava sense arrels i, per tant, sempre positiva. Tan, # f # és:

  • Augment monòton
  • #lim_ {x a pm) infty} f (x) = pm infty #
  • # "deg" (f) = 3 #

Els dos primers punts mostren això # f # té exactament una arrel, i la tercera que les altres dues arrels són complexes.