94s1

f(x)=x^4+x^3+\frac12x^2+\frac16x+\frac1{24} g(x)=x^5+x^4+\frac12x^3+\frac16x^2+\frac1{24}x+\frac1{120}
とする.このとき,以下のことが成り立つことを示せ.
(1) 任意の実数xに対し,f(x)>0である.
(2) 方程式g(x)=0はただひとつの実数解\alphaをもち,-1<\alpha<0となる.

(1)
f(x)=x^2\left(x+\frac12\right)^2+\frac16\left(x+\frac12\right)^2+\frac5{12}x^2>0
(2)
g(0)=\frac1{120}>0よりx=0はg(x)=0の解ではない.
h(x)=1+x+\frac12x^2+\frac16x^3+\frac1{24}x^4+\frac1{120}x^5とおく.
g(x)=x^5h\left(\frac1x\right)なので,h(x)=0がただ一つの実数解\frac1\alpha (\frac1\alpha<-1)をもつことを示せば良い.
h'(x)=x^4f\left(\frac1x\right)\geq0であるから広義単調増加.
h(-1)=(1-1)+\left(\frac12-\frac16\right)+\left(\frac1{24}-\frac1{120}\right)>0
h(x)\to-\infty (x\to-\infty)なので,h(x)はx<-1の範囲にただ一つの実数解をもつ.よって示された.
最終更新:2011年10月27日 23:03