logowanie

matematyka » forum » forum zadaniowe - szko砤 ponadpodstawowa » zadanie

Liczby rzeczywiste, zadanie nr 1990

ostatnie wiadomo艣ci  |  regulamin  |  latex

AutorZadanie / Rozwi膮zanie

knapiczek
post贸w: 112
2012-10-07 23:19:42

rozwi膮偶 nier贸wno艣ci stosuj膮c tabelk臋 hornera do wyznaczania wielomianu(sam膮 tabelk臋 ogarniam ale troszk臋 gorzej z dalsz膮 cz臋艣ci膮:
x^{4}-3x^{3}+x-3\le0
x^{5}-4x^{3}+x^{2}-4\ge0
x^{4}-2x^{3}-7x^{2}+20x-12>0
2 x^{4}-5x^{3}+5x-2<0
wiedz膮c, 偶e x=1 jest pierwiastkiem wielomianu


tumor
post贸w: 8070
2012-10-08 09:03:15

Popatrzmy na przyk艂ad $2x^{4}-5x^{3}+5x-2<0$

Sprawdzamy, czy $1$ jest pierwiastkiem (podstawiamy za x), wysz艂o $0$, jest rzeczywi艣cie pierwiastkiem.
Teraz wykonujemy dzielenie wielomianu $2x^{4}-5x^{3}+5x-$2 przez dwumian $x-1$ (zawsze dzielimy przez $x-pierwiastek$). Chcesz tabelk膮 Hornera. Po lewej piszemy nasz znaleziony pierwiastek, u g贸ry wszystkie wsp贸艂czynniki wielomianu.

$\begin{array}{c}
&& 2 && -5 && 0 && 5 && -2 \\
1&& 2 && -3 &&-3 && 2 && 0 \\
\end{array}$

Liczb臋 $2$ spisujemy. Nast臋pne fragmenty wyniku otrzymujemy tak: liczb臋 $2$ mno偶ymy przez $1$ (przez nasz pierwiastek) i dodajemy liczb臋 $-5$, wychodzi $-3$. $-3$ mno偶ymy prez $1$ i dodajemy $0$. Wychodzi $-3$. $-3 $ mno偶ymy przez $1$ i dodajemy $5$, wychodzi $2$. $2$ mno偶ymy przez $1$ i dodajemy $-2$, wychodzi $0$.
Otrzymali艣my wsp贸艂czynniki wielomianu, wykonali艣my dzielenie

$\frac{2x^{4}-5x^{3}+5x-2}{x-1}=2x^3-3x^2-3x+2$

Wielomian trzeciego stopnia. Szukamy pierwiastk贸w. Mamy szcz臋艣cie, bo pierwiastkiem jest liczba $-1$. Czyli podzielimy nasz nowy wielomian przez $x+1$, a u偶yjemy tabelki Hornera.

$\begin{array}{c}

&& 2 && -3 &&-3 && 2\\
-1&& 2 && -5 &&2 && 0\\
\end{array}$

Otrzymali艣my $2x^2-5x+2$. Z tym si臋 mo偶emy upora膰 delt膮, a jak si臋 uprzemy, to mo偶emy tabelk膮 Hornera. :P Teraz zauwa偶amy bez trudu, 偶e pierwiastkiem jest liczba $\frac{1}{2}$ (albo liczba $2$, jak komu wygodniej).


$\begin{array}{c}
&& 2 && -5 &&2\\
\frac{1}{2}&& 2 && -4 &&0\\
\end{array}$

Ostateczny wynik naszego dzielenia to 2x-4=2(x-2)

Co dalej? Nasz wyj艣ciowy wielomian w ramach kolejnych mno偶e艅 udaje si臋 nam przedstawi膰 w postaci czynnik贸w (dwumian贸w, przez kt贸re dzielili艣my i ilorazu na ko艅cu).

$2x^{4}-5x^{3}+5x-2=2(x-1)(x+1)(x-\frac{1}{2})(x-2)$

Liczby odejmowane od $x$ to wszystkie pierwiastki wielomianu.

W nier贸wno艣ci nast臋pnie rysuje si臋 wykres. Zawsze rysuje si臋 od strony prawej. Ja wielomian zapisa艂em tak, 偶eby przy $x$ nie sta艂y 偶adne wsp贸艂czynniki (a tylko jeden przed ca艂ym wielomianem). Je艣li wsp贸艂czynnik przed wielomianem jest dodatni, to rysujemy od prawej od g贸ry, a je艣li ujemny, to od prawej od do艂u.

Rysujemy spokojn膮 fal臋, kt贸ra albo przebija o艣 w miejscu, gdzie mamy pierwiastek, albo si臋 w nim odbija (na przyk艂ad zwyk艂a parabola $y=x^2$ si臋 w $x=0$ odbija od osi, tak to wygl膮da).
Je艣li pierwiastek jest nieparzystej krotno艣ci (jednokrotny, trzykrotny,...), to przechodzimy w nim na drug膮 stron臋 osi, a je艣li parzystej krotno艣ci (dwukrotny, czterokrotny,...) to mamy odbicie od osi i pozostajemy po tej samej stronie.

Tu mamy wielomian z samymi jednokrotnymi pierwiastkami. Rysujemy od prawej od g贸ry, przechodzimy przez $2$ pod o艣, potem przez $1$ nad o艣, potem przez $\frac{1}{2} $ pod o艣, potem przez $-1$ nad o艣 i ju偶 nie zawr贸cimy, wielomian tworzy kszta艂t litery W. ;)

Z tego wykresu odczytujemy rozwi膮zanie nier贸wno艣ci.
$x\in (-1,\frac{1}{2})\cup(1,2)$


tumor
post贸w: 8070
2012-10-08 09:16:23

$ x^{4}-3x^{3}+x-3\le0$

Ten przyk艂ad a偶 b艂aga o grupowanie, ale stoi nad nami widmo tego Hornera ca艂ego, upar艂 si臋, to tabelkujemy. $1$ nie jest pierwiastkiem. Jest pierwiastkiem liczba $-1$, czyli dzielimy przez $x+1$.

$\begin{array}{c}
&& 1 && -3 && 0 && 1 && -3 \\
-1&& 1 && -4 &&4 && -3 && 0 \\
\end{array}$

Dostajemy $x^3-4x^2+4x-3$

Szukamy pierwiastk贸w. W pierwszej kolejno艣ci sprawdzamy dzielniki wyrazu wolnego (z plusem lub z minusem), a je艣li nic nam nie wyjdzie, to sprawdzamy wszystkie u艂amki, gdzie w liczniku jest dzielnik wyrazu wolnego, a w mianowniku dzielnik wsp贸艂czynnika przy najwy偶szej pot臋dze. Akurat tu wsp贸艂czynnik przy najwy偶szej pot臋dze jest $1$, czyli ograniczymy si臋 do sprawdzenia dzielnik贸w wyrazu wolnego.
Szcz臋艣liwie znajdujemy pierwiastek, jest nim liczba $3$.

$\begin{array}{c}

&& 1 && -4 &&4 && -3 \\
3&& 1 && -1 &&1 && 0 \\
\end{array}$

Dostajemy $x^2-x+1$, co dalszych pierwiastk贸w nie ma, bo delta jest ujemna.

Zatem nasz rozk艂ad wielomianu to
$ x^{4}-3x^{3}+x-3=(x+1)(x-3)(x^2-x+1)$

Od prawej od g贸ry rysujemy wykres, przechodzimy przez $3$ na drug膮 stron臋, przechodzimy przez $-1$ nad o艣 i koniec, bo wi臋cej pierwiastk贸w nie ma.
Taki wykres wystarcza nam do podania odpowiedzi
$x\in [-1,3]$


tumor
post贸w: 8070
2012-10-08 09:31:36

$ x^{5}-4x^{3}+x^{2}-4\ge0$

Sprawdzamy dzielniki liczby $4$. Liczba $-1$ jest pierwiastkiem.
Dzielimy

$\begin{array}{c}
&& 1&& 0&& -4&& 1&& 0&& -4\\
-1 && 1&&-1&& -3&& 4&& -4&& 0\\
\end{array}$

$x^4-x^3-3x^2+4x-4$

Pierwiastkiem jest liczba $2$.

$\begin{array}{c}
&& 1&&-1&& -3&& 4&& -4\\
2&& 1&& 1&& -1&& 2&& 0\\
\end{array}$

$x^3+x^2-x+2$

Pierwiastkiem jest liczba -2

$\begin{array}{c}
&& 1&& 1&& -1&& 2\\
-2&& 1&&-1&& 1&& 0\\
\end{array}$

$x^2-x+1$, co nie ma pierwiastk贸w, bo delta ujemna.

Zatem
$ x^{5}-4x^{3}+x^{2}-4=(x+1)(x+2)(x-2)(x^2-x+1)$

Rysujemy od prawej od g贸ry, pierwiastki $2,-1,-2$ wszystkie jednokrotne.

$x\in [-2,-1]\cup[2,\infty]$


tumor
post贸w: 8070
2012-10-08 09:45:53

$ x^{4}-2x^{3}-7x^{2}+20x-12>0$

Liczba $1$ jest pierwiastkiem

$\begin{array}{c}
&& 1&& -2&& -7&& 20&& -12\\
1&& 1&& -1&& -8&& 12&& 0\\
\end{array}$

$x^3-x^2-8x+12$

Liczba $2$ jest pierwiastkiem

$\begin{array}{c}
&& 1&& -1&& -8&& 12\\
2&& 1&& 1&& -6&& 0\\
\end{array}$

$x^2+x-6$

Liczba $2$ jest pierwiastkiem

$\begin{array}{c}
&& 1&& 1&& -6\\
2&& 1&& 3 && 0\\
\end{array}$

$x+3$

Ostatecznie rozk艂ad na czynniki
$ x^{4}-2x^{3}-7x^{2}+20x-12=(x-1)(x-2)(x-2)(x+3)$

Zauwa偶my, 偶e $2$ jest dwukrotnym pierwiastkiem.
Rysujemy od prawej od g贸ry, w $2$ odbijamy pozostaj膮c nad osi膮, w $1$ przechodzimy pod o艣, w $-3$ wracamy nad o艣.

$x\in(-\infty,-3)\cup(1,2)\cup(2,\infty)$

strony: 1

Prawo do pisania przys艂uguje tylko zalogowanym u偶ytkownikom. Zaloguj si臋 lub zarejestruj

© 2019 Mariusz iwi駍ki      o serwisie | kontakt   drukuj