Задача № 16719710, 11 классы3 / 5

Задание олимпиадной задачи про многочлены

Дан многочлен P(x)P(x) степени n>5n>5 с целыми коэффициентами, имеющий nn различных целых корней. Докажите, что многочлен P(x)+3P(x)+3 имеет nn различных действительных корней.

Разобрать решение

Пронумеруем корни многочлена в порядке возрастания a1<a2<…<ana_1< a_2< \ldots< a_n. Тогда многочлен можно представить в виде P(x)=a(x−a1)(x−a2)…(x−an),a≠0,a,a1,a2,…,an∈Z. P(x)=a(x-a_1)(x-a_2)\ldots(x-a_n), a\ne0,\quad a,a_1,a_2,\ldots,a_n\in \mathbb{Z}. Покажем, что значение многочлена PP в любой точке локального экстремума по модулю больше 33 (тогда при сдвиге графика многочлена на 3 единицы вверх или вниз количество его точек пересечения с осью абсцисс не изменится). Точки локальных экстремумов многочлена PP находятся на промежутках (ai;ai+1)(a_{i};a_{i+1}), i=1,2,…,n−1i=1,2,\ldots, n-1.

Вычислим значения ∣P(x)∣|P(x)| в точках xi=ai+12x_i=a_i+\frac{1}{2}. По условию корней не меньше шести, следовательно, \begin{multline*} |P(x_i)|= |a(x_i-a_1)(x_i-a_2)\ldots (x_i-a_n)|\geqslant |a|\cdot\frac{1}{4}\cdot\frac{9}{4}\cdot\frac{25}{4}=\ =|a|\cdot\frac{225}{64}=|a|\cdot 3\frac{33}{64}>3. \end{multline*}

В нестрогом неравенстве учтены шесть наименьших по модулю множителей. Остальные множители, которые будут при n>6n > 6, по модулю больше единицы и только усиливают неравенство.

Обсуждение

0

Комментариев пока нет.

Чтобы оставить комментарий, войдите в аккаунт.

Версии задачи

Выберите доступную версию задачи. Текущая версия отмечена в списке.

Сообщить об ошибке

Опишите неточность в условии, ответе или решении задачи № 167197.

Старый дизайн