Σελίδα 1 από 1

πρόσημο πολυωνύμου

Δημοσιεύτηκε: Κυρ Οκτ 10, 2021 8:42 pm
από rek2
Να βρεθεί το πρόσημο των τιμών του πολυωνύμου:

x^6+4x^5+4x^4-12x^2-24x+32

Re: πρόσημο πολυωνύμου

Δημοσιεύτηκε: Δευ Οκτ 11, 2021 4:09 pm
από gbaloglou
rek2 έγραψε:
Κυρ Οκτ 10, 2021 8:42 pm
Να βρεθεί το πρόσημο των τιμών του πολυωνύμου:

x^6+4x^5+4x^4-12x^2-24x+32
Θετικό το πρόσημο:

Γράφοντας x^6+4x^5+4x^4-12x^2-24x+32=x^4(x+2)^2-12x(x+2)+32 συμπεραίνουμε ότι το πολυώνυμο (τριώνυμο ως προς x+2) είναι θετικό για |x|>\dfrac{3}{2\sqrt{2}} λόγω αρνητικής διακρίνουσας 16(9-8x^2).

Παρατηρώντας τώρα ότι 4x^4-12x^2+9=(2x^2-3)^2\geq 0 συμπεραίνουμε -- αφήνοντας κατά μέρος και τον άλλον μη αρνητικό όρο x^6 -- ότι αρκεί να δειχθεί η 4x^5-24x+23>0 για |x|\leq \dfrac{3}{2\sqrt{2}}.

Επειδή (4x^5-24x+23)'=20x^4-24, υπάρχουν δηλαδή ακριβώς δύο σημεία μηδενισμού της παραγώγου, x=\pm\left(\dfrac{6}{5}\right)^{1/4}, στο \left[-\dfrac{3}{2\sqrt{2}}, \dfrac{3}{2\sqrt{2}}\right], αρκεί να παρατηρηθεί ότι ισχύουν οι

4\left(\pm\dfrac{3}{2\sqrt{2}}\right)^5-24\left(\pm\dfrac{3}{2\sqrt{2}}\right)+23>0 και \pm4\left(\dfrac{6}{5}\right)^{5/4}\mp24\left(\dfrac{6}{5}\right)^{1/4}+23>0.

[Οι ανισότητες αυτές αποδεικνύονται (και) με το χέρι, πχ 4\left(\dfrac{6}{5}\right)^{5/4}-24\left(\dfrac{6}{5}\right)^{1/4}+23=-\dfrac{96}{5}\left(\dfrac{6}{5}\right)^{1/4}+23>0.]

Re: πρόσημο πολυωνύμου

Δημοσιεύτηκε: Δευ Οκτ 11, 2021 5:27 pm
από rek2
gbaloglou έγραψε:
Δευ Οκτ 11, 2021 4:09 pm
rek2 έγραψε:
Κυρ Οκτ 10, 2021 8:42 pm
Να βρεθεί το πρόσημο των τιμών του πολυωνύμου:

x^6+4x^5+4x^4-12x^2-24x+32
Θετικό το πρόσημο:

Γράφοντας x^6+4x^5+4x^4-12x^2-24x+32=x^4(x+2)^2-12x(x+2)+32 συμπεραίνουμε ότι το πολυώνυμο (τριώνυμο ως προς x+2) είναι θετικό για |x|>\dfrac{3}{2\sqrt{2}} λόγω αρνητικής διακρίνουσας 16x^2(9-8x^2).
Πολύ καλό Φίλε Γιώργο! (ελπίζω να μη μας δει ο ... Αντώνης!!!)

Re: πρόσημο πολυωνύμου

Δημοσιεύτηκε: Δευ Οκτ 11, 2021 7:14 pm
από ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΣΤΑΥΡΟΣ
rek2 έγραψε:
Κυρ Οκτ 10, 2021 8:42 pm
Να βρεθεί το πρόσημο των τιμών του πολυωνύμου:

x^6+4x^5+4x^4-12x^2-24x+32
Για να το δούμε διαφορετικά.
Θα το κάνω για x\geq 0
(η μέθοδος δουλεύει και για τα αρνητικά αλλά έχει πιο πολλές πράξεις)
1περίπτωση
x\geq 1
Η x^6+4x^5+4x^4-12x^2-24x+32>0
γράφεται
x^6+4x^5+4x^4+32>12x^2+24x
Αλλά
4x^4+9\geq 12x^2
οπότε αρκεί να δείξουμε
x^6+4x^5+23>24x
θέτουμε
g(x)=x^6+4x^5-24x+23
g(1)>0 και
g'(x)=6x^5+20x^4-24>0 για x\geq 1

Αρα g(x)>0 για x\geq 1 και τελειώσαμε

2περίπτωση
0\leq x\leq 1
θέτουμε
f(x)=x^6+4x^5+4x^4-12x^2-24x+32
Είναι
f(0),f(1)>0
Είναι
f'(x)=6x^5+20x^4+16x^3-24x-24

Για 0\leq x\leq 1
είναι
 6x^5+20x^4+16x^3-24x-24 \leq 6x+20x+16x-24x-24=18x-24 \leq 0

Aρα η f είναι φθίνουσα στο [0,1] οπότε θετική σε αυτό.