
22-06-11

23:23
Cilvara,παρα την προσπαθεια μου δεν μπορω να καταλαβω τις μεθοδευσεις που ακολουθεις,αν θες μπορεις να γινεις πιο κατανοητος?Σωστή παρατήρηση και την περίμενα. Το πεδίο ορισμού της f θα έπρεπε να δίνεται. Είναι παράλειψη της εκφώνησης, γι αυτό και έκανα την παραδοχή ότι το πεδίο ορισμού της f είναι το ευρύτερο δυνατό για το οποίο η εξίσωση (f(x))^3+2f(x)=3x έχει μοναδική πραγματική λύση.
Θεώρησε τη συνάρτηση g(y)=y^3+2y+α όπου α πραγματικός αριθμός. Το πεδίο ορισμού της g είναι το Dg=R ως πολυωνυμικής συνάρτησης.
Η συνάρτηση g είναι συνεχής και παραγωγίσιμη στο R με παράγωγο g'(y)=3y^2+2>=2>0. Επειδή η g είναι συνεχής και παραγωγίσιμη στο R με g΄(y)>0 για κάθε y ανήκει R τότε η g είναι γνησίως αύξουσα στο R και συνεπώς 1-1 οπότε και αντιστρέψιμη.
Επειδή η g είναι συνεχής και γνησίως αύξουσα στο R με lim(y->+άπειρο)g(y)=+άπειρο και lim(y->-άπειρο)g(y)=-άπειρο τότε το πεδίο τιμών της είναι το g(Dg)=(-άπειρο,+άπειρο)=R. Επειδή το 0 ανήκει στο g(Dg) και η g είναι 1-1 τότε υπάρχει μοναδικό y0 στο R τέτοιο ώστε g(y0)=0 => y0^3+2y0=-α.
Άρα για κάθε πραγματικό αριθμό α, υπάρχει μοναδικό y τέτοιο ώστε y^3+2y=-α. Αν λοιπόν α=α(x)=-3χ όπου χ πραγματικός αριθμός τότε υπάρχει μοναδικό y=f(x) τέτοιο ώστε (f(x))^3+2f(x)=3x. Συνεπώς για κάθε πραγματικό αριθμό x υπάρχει μοναδικό πραγματικό f(x). Εφόσον λοιπόν δεν δίνεται το πεδίο ορισμού της f από την εκφώνηση, τότε γίνεται η παραδοχή ότι το πεδίο ορισμού της f είναι το ευρύτερο δυνατό σύνολο για το οποίο η εξίσωση (f(x))^3+2f(x)=3x έχει μοναδική λύση ως προς f(x).
Αν για κάποιο x η εξίσωση αυτή έδινε 2 ή 3 πραγματικές λύσεις (εξίσωση 3ου βαθμού) τότε η διαδικασία f δεν θα ήταν συνάρτηση και δεν θα είχε έννοια η άσκηση. Αν για κάποιο x αυτή η εξίσωση δεν είχε λύση, τότε το αυτό το x δεν θα ανήκε στο πεδίο ορισμού της συνάρτησης f. Στη συγκεκριμένη περίπτωση δεν συμβαίνει τίποτα από τα δύο.
--
Ισχύει (f(x))^3+2f(x)=-x για κάθε x στο πεδίο ορισμού Α της f. Επειδή το πεδίο ορισμού της f δεν δίνεται γίνεται η παραδοχή ότι είναι το σύνολο εκείνο, υποσύνολο του R, για το οποίο η εξίσωση (f(x))^3+2f(x)=-x έχει για κάθε x μοναδική πραγματική λύση ως προς f(x). Αν για κάποιο x η εξίσωση αυτή είναι αδύνατη τότε αυτό το x δεν ανήκει στο πεδίο ορισμού της f. Σε περίπτωση που για κάποιο x η εξίσωση αυτή έχει 2 ή 3 πραγματικές λύσεις τότε πάλι το x αυτό δεν ανήκει στο πεδίο ορισμού της f καθώς τότε η διαδικασία f δεν θα ήταν συνάρτηση αφού από ένα x θα προκύπτουν 2 ή 3 f(x), που είναι άτοπο.
Θεωρώ την συνάρτηση g(y)=y^3+2y+α με πεδίο ορισμού Dg=R και α πραγματικός αριθμός. Η g είναι συνεχής και παραγωγίσιμη στο R ως πολυωνυμική με g΄(y)=3y^2+2>=2>0 για κάθε πραγματικό y. Επιπλέον lim(y->-άπειρο)g(y)=-άπειρο και lim(y->+άπειρο)g(y)=+άπειρο. Επειδή η g είναι συνεχής και παραγωγίσιμη στο R με g΄(y)>0 για κάθε y ανήκει R τότε η g είναι γνησίως αύξουσα στο R. Άρα η g είναι 1-1 και συνεπώς είναι αντιστρέψιμη. Επειδή η g είναι συνεχής και γνησίως αύξουσα στο R με lim(y->-άπειρο)g(y)=-άπειρο και lim(y->+άπειρο)g(y)=+άπειρο τότε g(Dg)=(-άπειρο,+άπειρο)=R. Επειδή η g είναι 1-1 και 0 ανήκει g(Dg) τότε υπάρχει μοναδικό y0 στο R τέτοιο ώστε g(y0)=0 => y0^3+2y0+α=0.
Άρα για κάθε πραγματικό αριθμό α υπάρχει μοναδικός πραγματικός αριθμός y τέτοιος ώστε y^3+2y+α=0. Αν α=h(x)=x οπου x πραγματικός αριθμός τότε για κάθε x στο R υπάρχει μοναδικό y=f(x) τέτοιο ώστε
(f(x))^3+2f(x)+x=0
Άρα για κάθε x ανήκει R, η παραπάνω εξίσωση έχει μοναδική πραγματιή ρίζα ως προς R και συνεπώς το ευρύτερο δυνατό σύνολο για το οποίο η εξίσωση αυτή έχει ως προς f(x) μοναδική πραγματική ρίζα είναι το R. Άρα γίνεται η παραδοχή λόγω ανεπάρκειας δεδομένων ότι το πεδίο ορισμού της f είναι το R.
α) Θεωρούνται x1,x2 ανήκουν R για τα οποία f(x1)=f(x2). Τότε θα ισχύουν (f(x1))^3=(f(x2))^3 και 2f(x1)=2f(x2). Προσθέτωντας τις δύο τελευταίες ισότητες προκύπτει (f(x1))^3+2f(x1)=(f(x2))^3+2f(x2) => -x1=-x2 => x1=x2
Αποδείχτηκε ότι για δύο οποιοαδήποτε x1, x2 στο R για τα οποία f(x1)=f(x2) τότε x1=x2. Άρα η f είναι 1-1 και συνεπώς αντιστρέψιμη.
β) Η h(x)=x έχει πεδίο οριμσού και πεδίο τιμών το R, οπότε το α κινεσε όλο το R για τα διάφορα x. Επειδή η g παραπάνω έχει πεδίο ορισμού και πεδίο τιμών το R τότε για κάθε x στο R το y ανήκει στο R έτσι ώστε οι τιμές του y για τα διάφορα x να καταλαμβάνουν όλο το R και όχι κάποιο γνήσιο υποσύνολό του. Αυτό σημαίνει ότι y κινείται σε όλο το R και συνεπώς το πεδίο τιμών της f(x) είναι το R. Άρα f(A)=R εφόσον A=R.
Εφόσον η f είναι αντιστρέψιμη τότε για κάθε x στο Α=R και για κάθε y στο f(A)=R ισχύει η ισοδυναμία:
y=f(x) <=> x=(f-1)(y)
(f(x))^3+2f(x)+x=0 => y^3+2y+(f-1)(y)=0 => (f-1)(y)=-y^3-2y
γ) f(-9x+15)=x-1 <=> -9x+15=(f-1)(x-1) <=> -9x+15=-(x-1)^3-2(x-1) <=> x^3-3x^2-4x+12=0 <=>
<=> x^2(x-3)-4(x-3)=0 <=> (x-3)(x^2-4)=0 <=> (x-3)(x-2)(x+2)=0 <=> x=3 ή x=2 ή x=-2
Σημείωση: Το μήνυμα αυτό γράφτηκε 13 χρόνια πριν. Ο συντάκτης του πιθανόν να έχει αλλάξει απόψεις έκτοτε.