Учеба и наука

Доказать - вопрос №905399

Пусть f(x)=ax2-x+c — такой квадратный трёхчлен, что уравнение f(f(x))=x <br />не имеет решений. Доказать, что тогда ac>1.

январь 10, 2014 г.

  • Всего ответов: 2

  • Удачник - аватарка

    Удачник

    55-й в Учебе и науке

    f(x) = ax^2 — x + c
    f(f(x)) = x
    a(ax^2 — x + c)^2 — (ax^2 — x + c) + с =
    = a(a^2*x^4 + x^2 + c^2 — 2ax^3 — 2cx + 2acx^2) — ax^2 + x — c + c =
    = a^3*x^4 — 2a^2*x^3 + 2a^2*cx^2 + ax^2 — 2acx + ac^2 — ax^2 + x =
    = a^3*x^4 — 2a^2*x^3 + 2a^2*cx^2 — 2acx + ac^2 + x = x
    a^3*x^4 — 2a^2*x^3 + 2a^2*cx^2 — 2acx + ac^2 = 0
    Если это уравнение 4 степени не имеет корней, значит возможно 2 варианта:
    1) a > 0, то есть ветви параболы направлены вверх
    Экстремумы функции (их в общем случае три) все больше 0.
    2) a < 0, то есть ветви параболы направлены вниз
    Экстремумы функции все меньше 0.

    Чтобы найти Экстремумы функции, нужно производную приравнять к 0.
    4a^3*x^3 — 6a^2*x^2 + 4a^2*cx — 2ac = 0
    Делим все на 2а
    2a^2*x^3 — 3ax^2 + 2acx — c = 0
    Это кубическое уравнение должно иметь 3 корня.
    Если a > 0, то два минимума и один максимум. Если a < 0, то наоборот.
    Видимо, решив его и подставив x1, x2, x3 в исходное уравнение,
    мы и получим ac > 1
    Но вот как его решить, увы, я не знаю.

    январь 11, 2014 г.
  • Удачник - аватарка

    Удачник

    55-й в Учебе и науке

    Узнал, как решить по-другому.

    f(x) = ax^2 — x + c
    f(f(x)) = x
    a(ax^2 — x + c)^2 — (ax^2 — x + c) + с =
    = a(a^2*x^4 + x^2 + c^2 — 2ax^3 — 2cx + 2acx^2) — ax^2 + x — c + c =
    = a^3*x^4 — 2a^2*x^3 + 2a^2*cx^2 + ax^2 — 2acx + ac^2 — ax^2 + x =
    = a^3*x^4 — 2a^2*x^3 + 2a^2*cx^2 — 2acx + ac^2 + x = x
    a^3*x^4 — 2a^2*x^3 + 2a^2*cx^2 — 2acx + ac^2 = 0

    Делим на а

    a^2*x^4 — 2a*x^3 + ac*x^2 + ac*x^2 — 2cx + c^2 = 0

    Раскладываем на множители

    ax^2*(ax^2 — 2x + c) + c*(ax^2 — 2x + c) = 0

    (ax^2 + c)(ax^2 — 2x + c) = 0

    Оно не имеет решений, значит, оба квадратных тоже не имеют.

    1) ax^2 + с = 0

    x^2 = -c/a.

    x^2 >= 0, поэтому -c/a >= 0, то есть а и с должны быть разных знаков.

    При ac > 0, а тем более при ac > 1, решений не будет.

    2) ax^2 — 2x + c = 0

    D/4 = 1 — ac < 0 — тогда решений нет. Отсюда

    ac > 1.

    январь 12, 2014 г.