Polynomdivisjon og eksponentiallikning

Polynomdivisjon og eksponentiallikning

Funksjonen ff er gitt ved

f(x)=2x3+6x28f(x) = -2x^3 + 6x^2 - 8

Bruk blant annet polynomdivisjon til å vise at

f(x)=2(x+1)(x2)2f(x) = -2(x+1)(x-2)^2

Løs ulikheten f(x)0f(x) \leq 0.

Løs likningen

e3x3e2x+4=0e^{3x} - 3e^{2x} + 4 = 0
Fasit

Vis med polynomdivisjon

x1x \geq -1, dvs. x[1,x \in [-1, \,\to \rangle

x=ln2x = \ln 2

LøsningsforslagKI-generert

Vi prøver å finne et nullpunkt ved innsetting. Vi prøver x=1x = -1:

f(1)=2(1)3+6(1)28=2+68=0f(-1) = -2(-1)^3 + 6(-1)^2 - 8 = 2 + 6 - 8 = 0

(x+1)(x+1) er en faktor. Vi utfører polynomdivisjon:

(2x3+6x28)÷(x+1)=2x2+8x8(-2x^3 + 6x^2 - 8) \div (x+1) = -2x^2 + 8x - 8

Vi faktoriserer kvotienten:

2x2+8x8=2(x24x+4)=2(x2)2-2x^2 + 8x - 8 = -2(x^2 - 4x + 4) = -2(x-2)^2

Dermed er

f(x)=(x+1)(2)(x2)2=2(x+1)(x2)2f(x) = (x+1) \cdot (-2)(x-2)^2 = -2(x+1)(x-2)^2

Vi skal løse f(x)0f(x) \leq 0, altså 2(x+1)(x2)20-2(x+1)(x-2)^2 \leq 0.

Nullpunktene er x=1x = -1 og x=2x = 2. Faktoren (x2)20(x-2)^2 \geq 0 alltid, og 2<0-2 < 0, så fortegnet til f(x)f(x) bestemmes av (x+1)(x+1):

  • For x<1x < -1: (x+1)<0(x+1) < 0, så f(x)=2(negativ)(positiv)>0f(x) = -2 \cdot (\text{negativ}) \cdot (\text{positiv}) > 0
  • For x>1x > -1: (x+1)>0(x+1) > 0, så f(x)=2(positiv)(positiv)<0f(x) = -2 \cdot (\text{positiv}) \cdot (\text{positiv}) < 0 (unntatt x=2x=2 der f=0f=0)

Løsningen er x1\underline{\underline{x \geq -1}}.

Vi skal løse e3x3e2x+4=0e^{3x} - 3e^{2x} + 4 = 0.

Vi substituerer u=exu = e^x (der u>0u > 0):

u33u2+4=0u^3 - 3u^2 + 4 = 0

Vi prøver u=2u = 2: 812+4=08 - 12 + 4 = 0

Vi utfører polynomdivisjon:

(u33u2+4)÷(u2)=u2u2=(u2)(u+1)(u^3 - 3u^2 + 4) \div (u-2) = u^2 - u - 2 = (u-2)(u+1)

Altså u33u2+4=(u2)2(u+1)=0u^3 - 3u^2 + 4 = (u-2)^2(u+1) = 0, som gir u=2u = 2 eller u=1u = -1.

Siden u=ex>0u = e^x > 0, forkaster vi u=1u = -1.

Fra ex=2e^x = 2 får vi x=ln2\underline{\underline{x = \ln 2}}.