ПРИКЛАДИ РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ.
11.1.Знайти верхню межу додатніх коренів многочлена методом Ньютона.
Розв’язання. Нехай 1 є верхньою межею додатніх коренів. Перевіримо, чи це дійсно так. Ділимо ліву частину на за схемою Горнера і маємо:
В нижньому рядку таблиці одержали від¢ємні числа, це означає, що число 1 не є верхньою межею додатніх коренів. Вже при М = 2 від’ємних коефіцієнтів в таблиці немає.
Візьмемо число М = 1,9 < 2 і отримуємо в рядку від¢ємні числа.
Тому можна взяти 2 в якості верхньої межі додатніх коренів: М+ = 2. 11.2.Знайти нижню межу додатніх коренів многочлена методом Ньютона.
Розв’язання. Для знаходження нижньої межі додатніх коренів зробимо заміну і маємо рівняння . За схемою Горнера ділимо на М = 1.3:
При М = 1.3 від’ємних коефіцієнтів немає, але вже при М = 1,2 отримуємо в рядку від¢ємні числа:
Це значить, що за нижню межу додатніх коренів можна взяти 1.3: 11.3.Знайти межі додатніх і від’ємних коренів многочлена .
Розв’язання. Якщо – верхні межі відповідно додатніх коренів многочлена з дійсними коефіцієнтами , то додатні корені многочлена знаходяться у проміжку ( ), а від’ємні відповідно у проміжку ( ). Знайдемо спочатку верхню межу додатніх коренів за формулою . Тут . Отже . Але це занадто велике число. Перевіримо за теоремою Ньютона, чи не буде верхньою межею, наприклад, число 4. Для цього, користуючись схемою Горнера, знайдемо значення всіх похідних від при , причому нас цікавлять не самі значення похідних, а їх знаки:
(замість остачі поставимо знак +, бо видно, що вона додатня).
Оскільки коефіцієнти за схемою Горнера будуються за допомогою тільки додаванняі множення, а вдругому рядку цієї схеми стоять лише додатні числа, то при наступних діленнях від’ємні коефіцієнти з’явитись не можуть. А тому всі остачі, отже і похідні від будуть додатні. Число 4 теж є верхня межа додатніх коренів . Але ми шукаємо таку цілочисельну верхню межу , що вже не задовольняє умову теореми Ньютона. Перевіримо, чи не буде верхнею межею число 2. Складемо схему Горнера для :
Із схеми видно, що . Число 2 не є верхня межа коренів. Перевіримо ще число 3:
З наведених вище міркувань робимо висновок, що число 3 задовольняє умові теореми Ньютона, а тому і є верхня межа додатніх коренів . Причому 3 є найменша з цілочисельних верхніх меж, бо 2 вже не є верхня межа. Отже = 3. Для знаходження нижньої межі від’ємних коренів розглянемо многочлен . Знайдемо межу: . Але знову ж це занадто велике число. Перевіримо за теоремою Ньютона, чи не буде верхньою межею многочлена , наприклад, число 3:
Знову одержали рядок із додатніх чисел. При наступних діленнях всі числа так само будуть додатні, а тому 3 є верхня межа. Перевіримо, чи не буде верхньою межею число 2:
Щскільки , то число 2 не є верхня межа додатніх коренів многочлена : . Число -3 є нижня межа від’ємних коренів многочлена .
Аналогічно знаходимо верхні межі додатніх коренів для многочленів
Це будуть відповідно , а тому нижня межа додатніх коренів многочлена буде , верхня межа від’ємних коренів буде . Таким чином, додатні корені многочлена розташовані між числами 1 і 3, від’ємні корені – між числами -3 і .
11.4. Знайти число дійсних коренів для многочлена на проміжку [2,4].
Розв’язання. Побудуємо ряд Штурма.
, то в якості можна взяти .
Ділимо на :
x4 - 2x3 - 6x2 + 4x + 4 | 2x3 - 3x2 – 6x + 2 _ 2x4 - 4x3 - 12x2 + 8x + 8 | x - 1 2x4 - 3x3 - 6x2 + 2x x3 - 6x2 + 6x + 8 _ 2x3 - 12x2 + 12x + 16 2x3 - 12x2 + 12x + 16 -15x2 + 6x + 18
Остача . Тому . Далі ділимо на :
2x3 - 3x2 – 6x + 2 | 5x2 - 2x - 6 _ 10x3 - 15x2 – 30x + 10 | 2x - 11 10x3 - 4x2 – 12x - 11x2 – 18x + 10 _ - 55x2 – 90x + 50 - 55x2 – 90x + 50 –112x - 16
Далі ділимо на :
5x2 - 2x - 6 | 7x + 1 _ 35x2 - 14x - 42 | 5x - 19 35x2 - 14x -19x - 42 _ -133x -294 -133x - 19 -275 Þ
Тоді остаточно маємо Побудуємо таблицю
- одна зміна знаку, - змін знаку немає. При зростанні від 2 до 4 число кількості змін знаків в ряді Штурма: , тобто на проміжку [2,4] знаходиться один дійсний корінь. 11.5. Відокремити дійсні корені многочлена
Розв’язання. Дійсні корені лежать в інтервалі , де . В даному випадку , тому розглядаємо інтервал (-3, 3). Побудуємо ряд Штурма.
, то в якості можна взяти . Ділимо на :
-8x + 16x – 2 |-6x2 + 4 _ -24x + 48x – 6 | 4x -24x + 16x 32x – 6 Þ
Далі ділимо на :
-6x2 + 4 | -16x + 3 _ -48x2 + 32 | 3x -48x2 + 9 23 Для маємо . Складемо таблицю:
З таблиці видно, що один корінь лежить в інтервалі (-2;-1), бо , другий корінь знаходиться в інтервалі (0;1), бо , а третій – в інтервалі (1;2), бо . ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|