Bài 3. (6,0 điểm) Cho đa thức hệ số thực với và . Biết rằng đa thức có 2026 nghiệm thực.
a) Chứng minh rằng có cả nghiệm âm và nghiệm dương.
b) Xét dãy đa thức , , . Chứng minh rằng đa thức có cả nghiệm âm và nghiệm dương.
Bài 3. (6,0 điểm) Cho đa thức hệ số thực với và . Biết rằng đa thức có 2026 nghiệm thực.
a) Chứng minh rằng có cả nghiệm âm và nghiệm dương.
b) Xét dãy đa thức , , . Chứng minh rằng đa thức có cả nghiệm âm và nghiệm dương.
a) Chứng minh rằng có cả nghiệm âm và nghiệm dương.
b) Xét dãy đa thức , , . Chứng minh rằng đa thức có cả nghiệm âm và nghiệm dương.
Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
Lời giải (Lim Olympic - Quảng Ngãi TST - P6):
Gọi các nghiệm thực của là (kể cả bội). Vì , tất cả các đều khác 0.
a) Theo Viète, ta có và .
Do , suy ra . Mặt khác, vì nên
Vì vậy .
Từ đây suy ra được có ít nhất một nghiệm âm và ít nhất một nghiệm dương.
b) Gọi là nghiệm âm nhỏ nhất và là nghiệm dương lớn nhất của .
Ta có nhận xét sau: Với mỗi , phương trình có ít nhất một nghiệm âm và ít nhất một nghiệm dương. Thật vậy, ta có
trong khi do là đa thức monic bậc chẵn nên
Theo định lý giá trị trung gian, trên có một nghiệm của , và trên cũng có một nghiệm, trong đó nghiệm thứ nhất âm và nghiệm thứ hai dương.
Bây giờ đặt . Do và , ta chọn sao cho .
Tiếp tục, nếu đã chọn , theo nhận xét trên ta có thể chọn một nghiệm dương của phương trình . Bằng cách đó ta thu được
với .
Cuối cùng, xét phương trình . Theo nhận xét trên, phương trình này sẽ có một nghiệm âm và một nghiệm dương . Khi đó
Vậy có cả nghiệm âm và nghiệm dương.
Gọi các nghiệm thực của là (kể cả bội). Vì , tất cả các đều khác 0.
a) Theo Viète, ta có và .
Do , suy ra . Mặt khác, vì nên
Vì vậy .
Từ đây suy ra được có ít nhất một nghiệm âm và ít nhất một nghiệm dương.
b) Gọi là nghiệm âm nhỏ nhất và là nghiệm dương lớn nhất của .
Ta có nhận xét sau: Với mỗi , phương trình có ít nhất một nghiệm âm và ít nhất một nghiệm dương. Thật vậy, ta có
trong khi do là đa thức monic bậc chẵn nên
Theo định lý giá trị trung gian, trên có một nghiệm của , và trên cũng có một nghiệm, trong đó nghiệm thứ nhất âm và nghiệm thứ hai dương.
Bây giờ đặt . Do và , ta chọn sao cho .
Tiếp tục, nếu đã chọn , theo nhận xét trên ta có thể chọn một nghiệm dương của phương trình . Bằng cách đó ta thu được
với .
Cuối cùng, xét phương trình . Theo nhận xét trên, phương trình này sẽ có một nghiệm âm và một nghiệm dương . Khi đó
Vậy có cả nghiệm âm và nghiệm dương.