Xét đa thức hệ số thực thỏa mãn và
a) Chứng minh rằng đa thức có nghiệm thực và có bậc nhỏ hơn 4.
b) Tìm tất cả các đa thức thỏa mãn đề bài.
Xét đa thức hệ số thực thỏa mãn và
a) Chứng minh rằng đa thức có nghiệm thực và có bậc nhỏ hơn 4.
b) Tìm tất cả các đa thức thỏa mãn đề bài.
a) Chứng minh rằng đa thức có nghiệm thực và có bậc nhỏ hơn 4.
b) Tìm tất cả các đa thức thỏa mãn đề bài.
Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
a) Để ý nên có nghiệm thực thuộc .
Xét với .
Giả sử thì , hệ số bậc cao nhất của là âm nên nên tồn tại sao cho , khi đó , vô lý.
Vậy , điều phải chứng minh.
b) Viết với thực.
Từ và nên và .
Suy ra và nên .
Ta có với mọi và .
Viết , , nguyên dương. Giả sử là số lẻ.
Vì nên tồn tại sao cho cùng dấu với với mọi .
Lấy thì , và , do đó và trái dấu với nhau, nên có 1 số là âm, vô lý do với mọi .
Vì vậy chẵn, suy ra , tương tự .
Ta có nên .
Vì thế , tương tự .
Từ suy ra .
Khi đó và nên , .
Vì vậy với mọi .
Thử lại để có được với mọi nên đây là đa thức duy nhất thoả mãn yêu cầu đề bài.
Nhận xét: Ngoài ra có thể sử dụng bổ đề sau để giải quyết bài toán: Bổ đề Fermat: Nếu hàm số có đạo hàm tại và đạt cực trị tại thì .
Xét với .
Giả sử thì , hệ số bậc cao nhất của là âm nên nên tồn tại sao cho , khi đó , vô lý.
Vậy , điều phải chứng minh.
b) Viết với thực.
Từ và nên và .
Suy ra và nên .
Ta có với mọi và .
Viết , , nguyên dương. Giả sử là số lẻ.
Vì nên tồn tại sao cho cùng dấu với với mọi .
Lấy thì , và , do đó và trái dấu với nhau, nên có 1 số là âm, vô lý do với mọi .
Vì vậy chẵn, suy ra , tương tự .
Ta có nên .
Vì thế , tương tự .
Từ suy ra .
Khi đó và nên , .
Vì vậy với mọi .
Thử lại để có được với mọi nên đây là đa thức duy nhất thoả mãn yêu cầu đề bài.
Nhận xét: Ngoài ra có thể sử dụng bổ đề sau để giải quyết bài toán: Bổ đề Fermat: Nếu hàm số có đạo hàm tại và đạt cực trị tại thì .