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 är jämnt fördelat från . Vad är chansen att alla rötter till
är reella?
Skriv era svar i spoilertagg.
Lösning på problemet
Notera att är en rot till polynomet oberoende av a. Då kan vi faktorisera polynomet med en linjär term och ett andragradspolynom.
Låt faktoriseringen vara
Detta ger ett ekvationssystem
Lösningarna är då ,
Polynomet kan skrivas som
har rötterna
Rötterna är alltså reella om
Genom att kvadratkomplettera får man
eller
get att polynomet har alla reella rötter när , detta intervall har längden 1
get intervallet , 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
Visa spoiler
Diskriminanten är positiv när a>3 eller a<-1, så om a är likformigt fördelad borde chansen vara 3/7.