Тема . Математический анализ
.31 Экстремумы функций одной переменной.
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела математический анализ
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#71345

Оценить количество вещественных корней уравнения:
a)   4     3     2
3x  − 4x − 6x  + 12x − 20 = 0  ;

b)  3     2
x  − 6x +  9x− 10 = 0

Показать ответ и решение

a) Вычислим производную нашей функции, которую мы приравниваем к нулю:

(3x4 − 4x3 − 6x2 + 12x− 20)′ = 12x3 − 12x2 − 12x + 12 = 12(x3 − x2 − x + 1) =

= 12(x − 1)2(x + 1)

Следовательно, у производной есть только 2 корня: x = 1  и x = − 1  .

Притом, корень x = 1  - четной кратности, поэтому имеем такую табличку монотонности:

-------------------------|-----------|--------|---------|--|-||
 x:                      | (− ∞, − 1) |(− 1,1) |(1,+ ∞ ) |  | ||
-------------------------|-----------|--------|---------|--|---
 Знак пр оизводной       | < 0       |> 0     |>  0     |  |
                         |           |        |         |  |
 М онотонно сть ф ункци и   Убы в.     В озр.   В озр.

Кроме того, в силу того, что многочлен 3x4 − 4x3 − 6x2 + 12x − 20  имеет чётную степень, то очевидно, что при x →  − ∞ он стремится к + ∞ , и при x → + ∞ он стремится к + ∞ . Поэтому его график эскизно может выглядеть вот так:

PIC

И в таком случае он будет иметь два вещественных корня.

С другой стороны, конечно, график мог достичь экстремума и не пересекая оси Ox  и быть таким:

PIC

Однако это бы попросту означало, что наш многочлен 3x4 − 4x3 − 6x2 + 12x − 20  всегда остаётся положительным. Но это заведомо не так, поскольку если подставить в него x = 0  , получим значение − 20  . Тем самым, второй случай точно исключен, и, значит, всё таки его график выглядит примерно так:

PIC

А, следовательно, он имеет в точности 2 вещественных корня.

b) Вычислим производную нашей функции, которую мы приравниваем к нулю:

(x3 − 6x2 + 9x − 10)′ = 3x2 − 12x + 9 = 3(x2 − 4x + 3) = 3(x− 1)(x − 3)

Следовательно, у производной есть 2 корня: x = 1  и x = 3  .

Имеем такую табличку монотонности:

-------------------------|---------|--------|---------|-||-||
-x:------------------------(−-∞,-1)---(1,3-)---(3,+-∞-)-------|
-------------------------|---------|--------|---------|-||--
 Зна к п роизводной      | > 0     | < 0    |> 0      | ||
 М онотонн ость ф ункци и| Возр.   | Убы в. |В озр.   | ||

Кроме того, в силу того, что многочлен  3    2
x − 6x  + 9x − 10  имеет нечётную степень, то очевидно, что при x →  − ∞ он стремится к − ∞ , и при x →  +∞ он стремится к + ∞ . Поэтому его график эскизно может выглядеть одним из следующих трёх образов:

PIC

PIC

PIC

(Случаи, когда ”  горб”  графика касается оси Ox  исключаем, поскольку очевидно, что ни точка 1  , ни точка 3  не является корнем нашего многочлена  3     2
x  − 6x + 9x − 10  )

Какой же из этих случаев реализуется на самом деле?

Достаточно подставить точку 1  в многочлен x3 − 6x2 + 9x − 10  и получить, что его значение в 1  равно − 6  . Следовательно, на самом деле реализуется первый из трёх вариантов, а, значит, наше уравнение имеет ровно 1 корень, причем этот корень заведомо положительный.

Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!