Question

[Lý Văn Hận]

với mọi giá trị thực của tham số m, chứng minh phương trình x⁵+x²-(m²+2)x-1=0 luôn có ít nhất 3 nghiệm thực

Answer 1

[Nguyễn Việt Lâm]

Đặt \(f\left(x\right)=x^5+x^2-\left(m^2+2\right)x-1\)

Hàm \(f\left(x\right)\) là hàm đa thức nên liên tục trên R

Ta có \(f\left(0\right)=-1\)

\(f\left(-1\right)=m^2+1\)

\(\Rightarrow f\left(0\right).f\left(-1\right)< 0\Rightarrow\) pt luôn có ít nhất 1 nghiệm thuộc \(\left(-1;0\right)\)

\(\lim\limits_{x\rightarrow+\infty}f\left(x\right)=\lim\limits_{x\rightarrow+\infty}x^5\left(1+\dfrac{1}{x^3}-\dfrac{m^2+2}{x^4}-\dfrac{1}{x^5}\right)=+\infty.1=+\infty>0\)

\(\Rightarrow\) Luôn tồn tại 1 giá trị \(x=a\) đủ lớn sao cho \(f\left(a\right)>0\) 

 \(\Rightarrow f\left(a\right).f\left(0\right)< 0\Rightarrow f\left(x\right)\) luôn có ít nhất 1 nghiệm thuộc \(\left(0;a\right)\) hay có ít nhất 1 nghiệm thuộc \(\left(0;+\infty\right)\)

Tương tự \(\lim\limits_{x\rightarrow-\infty}x^5\left(1+\dfrac{1}{x^3}-\dfrac{m^2+2}{x^4}-\dfrac{1}{x^5}\right)=-\infty< 0\)

\(\Rightarrow f\left(x\right)\) luôn có ít nhất 1 nghiệm thuộc \(\left(-\infty;-1\right)\)

Vậy \(f\left(x\right)\) luôn có ít nhất 3 nghiệm thực