作者TimcApple (肥鹅)
看板Math
标题Re: [其他] TC题 (6) 多项式/微积分 (Sol)
时间Wed May 20 20:04:49 2020
※ 引述《TimcApple (肥鹅)》之铭言:
: Problem 6
: f(x), g(x) 皆为三次实系数多项式
: f(x) 有两相异极值点,其 x 坐标皆为 g(x) 的根
: g(x) 有两相异极值点,其 x 坐标皆为 f(x) 的根
: 设 f(x) 三根 r < s < t, g(x) 三根 u < v < w
: 求 (r, u), (s, v), (t, w) 的相关系数
: 以下图片仅供参考
: https://i.imgur.com/fxTnWtX.jpg
由於本题问的是相关系数,
因此对图形平移、伸缩并不影响答案,以下会用到相关技巧。
Solution to Problem 6
<Sol 1>
考虑 f 的两极值点 a, b 的位置
(case 1) a = u, b = w, 此时 g 的两极值点都只能对 s, 矛盾
(case 2) a = u, b = v
(case 3) a = v, b = w
其实 case 2 和 case 3 是一样的,只要交换 f 和 g 就好
不失一般性,设 t 为 f 和 g 的最大根
f: r s t
↓ ↑ ↓ ↑
g: u v w
由相关系数特性,透过平移可设 t = 0
首项系数本来就能随便设,设 f 的首项系数为 1,g 的首项系数为 3
f(x) = x^3 + bx^2 + cx
f'(x) = 3x^2 + 2bx + c
g(x) = (x + k)(3x^2 + 2bx + c)
= 3x^3 + (3k+2b)x^2 + (2bk+c)x + ck
g'(x) = 9x^2 + (6k+4b)x + (2bk+c)
由上图可知 g'(x) 的两根为 r, s,因此不为 t = 0
比较系数可得
6k + 4b = 9b
2bk + c = 9c
b = (6/5)k
c = (3/10)k^2
由相关系数特性,可沿 x 轴伸缩,因此可设 k = 10, b = 12, c = 30
f(x) = x(x^2+12x+30)
g(x) = 3(x+10)(x^2+8x+10)
f 三根为 -6-√6, -6+√6, 0
g 三根为 -10, -4-√6, -4+√6
由相关系数特性,将两组根的平均移至 0
可得 -2-√6, -2+√6, 4
以及 -4, 2-√6, 2+√6
sum xi yi = 6 + 12√6
sum xi^2 = sum yi^2 = 36
相关系数 = (1+2√6)/6
<Sol 2>
见 LimSimE 和 Vulpix 的回覆
另外据 Vulpix 表示,有根与系数的解法
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