解決済み

四次関数の二重接線を求めるサイトについての質問です。

裏技を紹介している下のほうに、ほかに二重接線がないことを示す必要があると記載がありますが、実際どのように示すのでしょうか。

また、解答として裏技を使う場合、これらを述べる必要はありますか?

それとも平方完成してそのまま答えとしても大丈夫ですか?

ベストアンサー

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元の記事を読みました。二重接線の一意性はたとえば次のように示せます。


f(x)=x42x3+1f(x) = x^4 - 2x^3 + 122 次式 Q(x)=Ax2+Bx+CQ(x) = Ax^2 + Bx + C,および 11 次式 R(x)R(x)

x42x3+1=(Ax2+Bx+C)2+R(x) x^4 - 2x^3 + 1 = (Ax^2 + Bx + C)^2 + R(x)

の形に書けたとする。右辺を展開し,44 次から 22 次までの係数を左辺に比較すると

1=A2,2=2AB,0=B2+2AC 1 = A^2, \quad -2 = 2AB, \quad 0 = B^2 + 2AC。

よって,A=±1, B=1, C=1/2A = \pm 1,\ B = \mp 1,\ C = \mp 1/2(複号同順)となる。A,B,CA,B,C の符号に関係なく,平方 Q(x)2Q(x)^2,および f(x)f(x)Q(x)Q(x) による剰余 R(x)R(x) は一意に決定する。つまり,f(x)=Q(x)2+R(x)f(x) = Q(x)^2 + R(x) と書く仕方は一意的である。■


少し手を加えれば,この証明を一般の 44 次式 f(x)=a4x4+a3x3+a2x2+a1x+a0f(x) = a_4x^4 + a_3x^3 + a_2x^2 + a_1x + a_0 へ拡張できることは明らかだと思います。つまり一般に,44 次曲線の二重接線は存在するとしたら一意的です。


それを知った上だと一意性の議論はいらないようにも思われますが,論述式の試験問題ではやはりちゃんと上のような議論をした方がいいと思います。


返信(2件)

横からすいません


f(x)4次の係数が負のとき、Aが虚数になってしまうのでf(x)=(Ax2+Bx2+C)2+R(x)f(x)の4次の係数が負のとき、Aが虚数になってしまうのでf(x)=(Ax^2+Bx^2+C)^2+R(x)の形では表せないんじゃないかと思いました。

f(x)f(x)44 次の係数が <0< 0 のとき,実係数多項式 Q(x),R(x)Q(x),R(x) を使って f(x)=Q(x)2+R(x)f(x) = Q(x)^2 + R(x) と書き表わせないのはそうですね。


投稿した内容は書き方が乱暴だったかも知れませんが,その場合は f(x)=Q(x)2+R(x)f(x) = -Q(x)^2 + R(x) の形の分解を考えるというつもりでした。二重接線を求めるという元の問題からすればそうするべきはずです。


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