Processing math: 81%
1 svar
98 visningar
AlexMu behöver inte mer hjälp
AlexMu Online 479
Postad: 23 sep 2024 17:55 Redigerad: 23 sep 2024 18:02

Intressant problem med en tredjegradares rötter

Jag såg detta problem idag och det påminde mig mycket om problemet som postades igår här. Intressant att lösa.

Anta att a är jämnt fördelat från [-3,4]. Vad är chansen att alla rötter till
x3+ax2+ax+1 är reella?

Skriv era svar i spoilertagg.

Lösning på problemet

Notera att x=-1 är en rot till polynomet oberoende av a. Då kan vi faktorisera polynomet med en linjär term och ett andragradspolynom. 

Låt faktoriseringen vara (x+1)(x2+bx+c)=x3+bx2+x2+cx+bx+c
Detta ger ett ekvationssystem

b+1=a
c+b=a
c=1

Lösningarna är då c=1, b=a-1
Polynomet kan skrivas som (x+1)(x2+x(a-1)+1)

x2+x(a-1)+1 har rötterna x=1-a2±a2-2a-34
Rötterna är alltså reella om a2-2a-30
Genom att kvadratkomplettera får man
(a-1)24 
a3 eller a-1

a3 get att polynomet har alla reella rötter när 3a43\leq a \leq 4, detta intervall har längden 1
a-1a \leq -1 get intervallet -3a-1-3 \geq a \leq -1, längden av detta intervall är 2
Den totala längden av intervall med lösningar är 3 och det totala intervallet har längd 7. 
Chansen att polynomet har alla reella rötter är då 37\frac37

Gustor 544
Postad: 24 sep 2024 18:00
Visa spoiler

Diskriminanten är positiv när a>3 eller a<-1, så om a är likformigt fördelad borde chansen vara 3/7.

Svara
Close