Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела многочлены
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#85575

Найдите все такие многочлены P(x)  c вещественными коэффициентами, что

    2        2
P(x) +1 =4P(x + 4x +1)
Подсказки к задаче

Подсказка 1

Поймите, что P(-4-x)^2=P(x)^2, но это ведь многочлены. Такое бывает не очень часто. Покажите из этого знания, что P(x)=P(-4-x)

Подсказка 2

Попробуйте рассмотреть следующую последовательность a_0=-2, a_{n+1} = -2+sqrt(3+a_n). Поймите, что все a_i являются корнями производной, чего быть не должно. Как тогда выглядит сама функция?

Показать ответ и решение

Заметим, что

        2              2                 2             2
P (− 4− x) + 1= 4P ((−4− x) +4(−4− x)+1)= 4P(x +4x+ 1)= P(x) + 1

откуда (P(x)− P(−4− x))(P(x)+P (−4 − x))= 0  при всех x.  Значит, один из множителей является тождественным нулем. В случае, если P(x)+P (− 4− x)= 0,  то подставив x= 2,  получим P(−2)= 0.  Теперь, подставив x= −1  в исходное условие, получаем P (−1)2+ 1= 0,  что невозможно. Значит, P(x)= P(−4− x).

Взяв производную от обеих частей, получаем P′(x)= −P′(−4− x).  Подставив x= −2,  получаем P ′(−2)= 0.  Продифференциировав исходное равенство, получим

       ′      ′ 2
2P(x)⋅P (X)= 4P (x + 4x+ 1)⋅(2x+ 4)

Построим последовательность a0,a1,a2,...  по правилу a0 = −2,an+1 =− 2+ √3+-an  (то есть больший корень уравнения x2+ 4x+ 1= an  ). Заметим, что − 1 =a1 >a0 = −2.  Тогда из того, что функция f(x)= −2+ √3+-x  строго возрастающая, заключаем a = f(a)> f(a)= a ,
 2    1      0   1  и так далее. То есть наша последовательность строго возрастающая (в частности √3+-a-
     k  — вещественный), а значит, все ее члены различны и a >− 2
k  для всех натуральных k.  Теперь докажем, что P′(a )=0
   k  для любого k  идукцией по k.  База для k= 0  была доказана ранее. Подставив x =a
    k+1  в продифференциированное равенство, получим

                   ′
2P(ak+1)⋅P (ak+1)= 4P (ak)⋅(2ak+1 +4)= 0

откуда P(a   )=0
   k+1  или P′(a   )= 0.
   k+1  В первом случае, подставив x= a
    k+2  в исходное равенство, получим

      2
P(ak+2) +1 =4P (ak+1)=0

то есть приходим к противоречию. Значит, P′(ak+1)= 0  — переход доказан. То есть все члены построенной последовательности являются корнями многочлена P′(x),  откуда P ′(x)=0.  То есть P (x)= c  для некоторого вещественного c.  Снова подставив в исходное равенство, получаем c2+ 1=4c,  откуда c= 2±√3.

Ответ:

 P (x)= 2± √3

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!