We havef = X ^ 3-2X ^ 2 + 2X + m, m inRR.Come dimostrare che f non ha tutte le radici in RR?

We havef = X ^ 3-2X ^ 2 + 2X + m, m inRR.Come dimostrare che f non ha tutte le radici in RR?
Anonim

Iniziamo con la funzione senza # M #:

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

Questa funzione ha sicuramente # X = 0 # come root, dato che abbiamo preso in considerazione #X#.

Le altre radici sono soluzioni di # X ^ 2-2x + 2 = 0 #, ma questa parabola non ha radici. Ciò significa che il polinomio originale ha solo una radice.

Ora, un polinomio #p (x) # di strano grado ha sempre almeno una soluzione, perché tu hai

#lim_ {x to infty} p (x) = - infty # e #lim_ {x to infty} p (x) = infty #

e #p (x) # è continuo, quindi deve attraversare il #X# asse ad un certo punto.

La risposta viene dai seguenti due risultati:

  • Un polinomio di grado # N # ha esattamente # N # radici complesse, ma al massimo # N # vere radici
  • Dato il grafico di #f (x) #, il grafico di #f (x) + k # ha la stessa forma, ma è traslato verticalmente (verso l'alto se #k> 0 #, verso il basso altrimenti).

Quindi, partiamo da # X ^ 3-2x ^ 2 + 2x #, che ha solo una radice reale (e quindi due radici complesse) e la trasformiamo in # X ^ 3-2x ^ 2 + 2x + m #, il che significa che lo traduciamo in alto o in basso, quindi non cambiamo il numero di soluzioni.

Qualche esempio:

Funzione originale: # Y = x ^ 3-2x ^ 2 + 2x #

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

Traduci: # Y = x ^ 3-2x ^ 2 + 2x + 2 #

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

Traduci giù: # Y = x ^ 3-2x ^ 2 + 2x-3 #

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

Come puoi vedere, c'è sempre una radice

Risposta:

Vedi sotto

Spiegazione:

Una soluzione alternativa, forse più elegante:

il derivato del tuo polinomio è # 3x ^ 2-4x + 2 #, che è una parabola concava senza radici e quindi sempre positiva. Così, # F # è:

  • Aumentando monotonicamente
  • #lim_ {x a pm infty} f (x) = pm infty #
  • # "Deg" (f) = 3 #

I primi due punti lo dimostrano # F # ha esattamente una radice e la terza che le altre due radici sono complesse.