Re: [中學] 多項式切線問題
承D大所言,把所有三次曲線反曲點都平移到原點作討論
過反曲點作切線,加上原圖形,共把平面分成四塊
不負責任猜想:
在切線和凹口所圍的區域,僅能作一切線
在凹口外的區域,能作三切線
沒有只能作兩切線的點
猜想理由:
我先從拋物線的圖形開始想
凹口外的區域任一點,對拋物線都能作兩切線(憑感覺,未證明)
凹口內的區域,對拋物線不能作任何的直線
接著試圖推廣到三次曲線
先用反曲點切線將三次曲線切成兩部分
並將拋物線的情形作修正(拋物線可無限延伸,但被切開的三次曲線必有盡頭)
再將被切開的三次曲線綜合起來,得到以上猜想
如果要我推四次以上曲線
我想我會先把各反曲點的的切線都作出來
把曲線切成數個部分,再從上面的想法去作作看
而D大提到實根的問題,所以奇次曲線的情況下,
平面上不在曲線上的任一點一定都能作出切線,
而切線數必為奇數條(曲線上的點有重根問題)
在偶次曲線的情況下,
平面上不在曲線上的任一點能作出的切線必為偶數條
當然會有某些曲域可能一條都畫不出來
不過原來的問題是要定出各項係數嗎?
※ 引述《Desperato (TimcApple)》之銘言:
: ※ 引述《Bluetease (孟獲七擒七縱孔明)》之銘言:
: : f(x)=a3x^3 + a2x^2 + a1x + a0
: : 過座標平面任一點(p,q)可對f(x)作最少一條,最多三條之切線。
: : 試問<an>符合甚麼條件下,最多只能作出兩條切線?
: : 符合甚麼條件下,最多只能作出一條切線?
: : 如果能作最多三條切線,可否把座標平面分割為可作一條、兩條、三條切線的區域?
: : 如果能作最多兩條切線,可否把座標平面分割為可作一條、兩條切線的區域?
: : 此題的三次多項式如果推論到n次多項式又如何?
: : 可否找出讓圖形上任一點最多只能作n條,n-1條,n-2條....的<an>?
: : 又如何將平面畫分為若干區域,使各區域可作出之最大切線數各不相同?
: : 小弟數學很差,所幸還算會自己看書,請各位大大稍微指引方向,
: : 告訴我在甚麼樣的數學叢書中可以找到解題的方向?非常感謝!
: 都問切線了,要用微積分囉ow o
: 我只有硬爆3次的情況,4次以上請自己加油(?
: 3次方程式必有正好一個反曲點
: 而且反曲點就是旋轉對稱中心
: 為了計算方便,把反曲點移到原點,去掉首項係數
: 就有f(x) = x^3 + ax, a是實數
: 切線方程式 (y-y0) = f'(x0) (x-x0)
: 設切點(t, t^3+at)有 (y-t^3-at) = (3t^2+a) (x-t)
: 過任一點(p, q)的切線數量
: 就是把p, q代入求t的相異實根數量
: 因此整理得2t^3 - 3pt^2 + q - ap = 0
: 爆判別式 = -108(q-ap)(q-ap-p^3)
: 大於0是3相異實根,小於0是1實根2虛根
: 等於0是有重根,p=q=0是3重根,其他2重根
: q-ap=0是過原點的切線方程式
: q-ap-p^3=0是三次方程式本身
: 因此給定任意p時,當q
: 界在兩方程式中間時有3切線
: 在任一方程式上時有2切線
: 在外面則只有1切線
: 例外是p=q=0的時候只有1切線
: 由於平移與伸展不影響切線數量
: 對所有三次方程式都存在平面上一點有3切線
: 四次以上我不知道啦懶的算(?)
: 不過可以想想看切點在方程式上面滑動
: 被滑動的切線掃過n次的區域,當然就有n條切線囉
: 由於反曲點會讓切線轉動方向反過來
: 應該會是重要指標吧我猜ow o
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