F = X ^ 3-2X ^ 2 + 2X + m、m inRRがあります。fがRRにすべての根を持たないことを証明する方法は?

F = X ^ 3-2X ^ 2 + 2X + m、m inRRがあります。fがRRにすべての根を持たないことを証明する方法は?
Anonim

せずに関数から始めましょう #m#:

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

この機能はきっと #x = 0# rootとして、私たちは因数分解したので #バツ#.

他の根はの解決策です #x ^ 2-2x + 2 = 0#しかし、この放物線には根がありません。これは、元の多項式には1つの根しかないことを意味します。

さて、多項式 #p(x)# 奇数次の解は常に少なくとも1つの解を持ちます。

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

そして #p(x)# 連続的であるので、それは横断する必要があります #バツ# ある時点で軸。

答えは、次の2つの結果からもたらされます。

  • 次数の多項式 #n# まさに #n# 複雑な根 せいぜい #n# 本当のルーツ
  • のグラフを考える #f(x)#のグラフ #f(x)+ k# 形は同じですが、垂直方向に平行移動します( #k> 0#それ以外の場合は下方向)

だから、私たちはから始まります #x ^ 3-2x ^ 2 + 2x#これは、実根が1つ(したがって2つの複雑な根)しかないので、次のように変換します。 #x ^ 3-2x ^ 2 + 2x + m#つまり、我々はそれを上下に翻訳することを意味するので、解決策の数を変えることはしません。

いくつかの例:

元の機能: #y = x ^ 3-2x ^ 2 + 2x#

グラフ{x ^ 3-2x ^ 2 + 2x -3 3 -4 4}

翻訳する: #y = x ^ 3-2 x ^ 2 + 2 x + 2#

グラフ{x ^ 3-2x ^ 2 + 2x + 2 -3 3 -4 4}

下に翻訳: #y = x ^ 3-2x ^ 2 + 2x-3#

グラフ{x ^ 3-2x ^ 2 + 2x-3 -3 3 -4 4}

ご覧のとおり、常に1つのルートがあります

回答:

下記参照

説明:

代わりの、もっとエレガントな解決策:

あなたの多項式の微分は #3倍^ 2〜4倍+ 2#これは、根のない凹状の放物線であり、したがって常にポジティブです。そう、 #f# です:

  • 単調増加
  • #lim_ {x から pm infty} f(x)= pm infty#
  • # "deg"(f)= 3#

最初の2点はそれを示しています #f# 根が1つだけで、3つ目は他の2つの根が複雑であることを示します。