My hasf = X ^ 3-2X ^ 2 + 2X + m, m inRR.Jak dokázat, že f nemá všechny kořeny v RR?

My hasf = X ^ 3-2X ^ 2 + 2X + m, m inRR.Jak dokázat, že f nemá všechny kořeny v RR?
Anonim

Začněme s funkcí bez # m #:

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

Tato funkce má jistě # x = 0 # jako root, protože jsme fakturovali #X#.

Další kořeny jsou řešení # x ^ 2-2x + 2 = 0 #, ale tato parabola nemá kořeny. To znamená, že původní polynom má pouze jeden kořen.

Nyní polynom #p (x) # lichého stupně má vždy alespoň jedno řešení, protože máte

#lim_ {x -}} p (x) = - počet # # a #lim_ {x počet míst} p (x) = počet # #

a #p (x) # je spojitá, takže musí procházet přes #X# osy.

Odpověď vychází z následujících dvou výsledků:

  • Polynomiální stupeň # n # má přesně # n # složité kořeny, ale nejvíce # n # skutečné kořeny
  • Vzhledem k grafu #f (x) #, graf #f (x) + k # má stejný tvar, ale je vertikálně přeložen (nahoru, pokud #k> 0 #dolů).

Začneme od # x ^ 3-2x ^ 2 + 2x #, který má pouze jedno skutečné kořeny (a tedy dva komplexní kořeny) a transformujeme ho na # x ^ 3-2x ^ 2 + 2x + m #, což znamená, že to překládáme nahoru nebo dolů, takže neměníme počet řešení.

Nějaké příklady:

Původní funkce: # y = x ^ 3-2x ^ 2 + 2x #

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

Přeložit nahoru: # y = x ^ 3-2x ^ 2 + 2x + 2 #

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

Přeložit dolů: # y = x ^ 3-2x ^ 2 + 2x-3 #

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

Jak vidíte, vždy existuje jeden kořen

Odpovědět:

Viz. níže

Vysvětlení:

Alternativní, možná elegantnější řešení:

derivát vašeho polynomu je # 3x ^ 2-4x + 2 #, což je parabola konkávní nahoru bez kořenů, a tak vždy pozitivní. Tak, #F# je:

  • Monotónně se zvyšuje
  • #lim_ {x x pm} f (x) = pm počet chyb # #
  • # "deg" (f) = 3 #

První dva body to ukazují #F# má přesně jeden kořen, a třetí, že ostatní dva kořeny jsou složité.