Gönderen Konu: 2000 Antalya Matematik Olimpiyatı Lise 2-3 Soru 14  (Okunma sayısı 3010 defa)

Çevrimdışı matematikolimpiyati

  • Geo-Maniac
  • ********
  • İleti: 1.642
  • Karma: +8/-0
2000 Antalya Matematik Olimpiyatı Lise 2-3 Soru 14
« : Mayıs 21, 2022, 10:16:23 ös »
Her $x \in [-1,1]$ için $|2x^2+ax+b| \leq 1$ eşitsizliğinin sağlanmasını garanti eden reel $a$ ve $b$ sayıları için $a^2+b^2$ aşağıdakilerden hangisidir?

$\textbf{a)}\ \dfrac12 \qquad\textbf{b)}\ 1  \qquad\textbf{c)}\ \dfrac32 \qquad\textbf{d)}\ 2 \qquad\textbf{e)}\ \dfrac52$

Çevrimdışı Metin Can Aydemir

  • G.O Genel Moderator
  • Geo-Maniac
  • ********
  • İleti: 1.503
  • Karma: +15/-0
Ynt: 2000 Antalya Matematik Olimpiyatı Lise 2-3 Soru 14
« Yanıtla #1 : Kasım 10, 2024, 11:54:06 öö »
Cevap: $\boxed{B}$

Eşitsizliği açarsak, $$2x^2+ax+b-1\leq 0\text{  ve  }0\leq 2x^2+ax+b+1$$ elde ederiz. Başkatsayısı pozitif olan bir ikinci dereceden polinomun negatif değer alması için $x$'in, polinomun iki kökü arasında olması gerekir. Pozitif değer alması içinse ya polinomun kökü olmamalıdır, ya büyük kökten daha büyük, ya da küçük kökten daha küçük olmalıdır.

$2x^2+ax+b-1$ polinomu $x\in [-1,1]$ aralığında sıfır veya negatif olduğundan kökleri $x_1,x_2$ ise $[-1,1]\subseteq [x_1,x_2]$ olmalıdır. Bu da $x_1\leq -1$ ve $x_2\geq 1$ olduğu anlamına gelir. Sonuç olarak $x_1x_2\leq -1$'dir. Vieta formülünden $b\leq -1$ bulunur.

$2x^2+ax+b+1$ polinomu ise $x\in [-1,1]$ aralığında sıfır veya pozitiftir. $b+1\leq 0$ olduğundan en az bir kökü vardır. $b=-1$ ise bu köklerden biri $0$'dır. Eğer $b<-1$ ise kökler zıt işaretlidir. Eğer ikinci durum gerçekleşseydi, polinomun $x=-1$'de pozitif veya sıfır olması için $-1$'in küçük (ve dolayısıyla negatif) kökten daha küçük veya eşit olması, $1$'in ise büyük (ve pozitif) kökten daha büyük veya eşit olması gerekirdi. Ancak bu durumda $x_1',x_2'$ köklerini düşünürsek, $(x_1',x_2')\subset [-1,1]$ olacağından $x\in [-1,1]$ olup polinomu negatif yapan değerler bulabiliriz. Bu bir çelişkidir.

Sonuç olarak $b=-1$ olmalıdır. Bu durumda $2x^2+ax$'in diğer kökü $x_0\neq 0$ ise $x_0$'ın işaretine bağlı olarak $(0,x_0)\cap [-1,1]$ veya $(x_0,0)\cap [-1,1]$ aralığında polinomu negatif yapan bir $x$ bulabiliriz. Diğer kök de $x_0=0$ olmalıdır. Buradan $a=0$ bulunur. Gerçekten de $$x\in [-1,1]\implies 0\leq x^2\leq 1\implies -1\leq 2x^2-1\leq 1$$ $$\implies |2x^2-1|\leq 1$$ olacaktır. Dolayısıyla, $a^2+b^2=1$'dir.
Gerçek hikayeler aslında söylenmeyenlerdir.

Çevrimdışı geo

  • Administrator
  • Geo-Maniac
  • *********
  • İleti: 2.786
  • Karma: +10/-0
Ynt: 2000 Antalya Matematik Olimpiyatı Lise 2-3 Soru 14
« Yanıtla #2 : Ocak 09, 2025, 09:26:28 ös »
$x=0$, $x=1$, $x=-1$ için eşitsizlikleri yazalım.
$$-1\leq b \leq 1 \tag{1}$$ $$-1\leq 2+a+b \leq 1 \Rightarrow -3\leq a+b \leq -1 \tag{2}$$ $$-1\leq 2-a+b \leq 1 \Rightarrow -3\leq b-a \leq -1 \tag{3}$$
$(2)$ ile $(3)$ ü taraf tarafa toplarsak $$ -6\leq 2b \leq -2 \Rightarrow  -3\leq b \leq -1$$ $(1)$ den dolayı $b=-1$ dir. Bu değeri $(2)$ ve $(3)$ te yerine yazarsak $$-3\leq a-1 \leq -1 \Rightarrow -2\leq a \leq 0$$ $$-3\leq -1-a \leq -1 \Rightarrow -2\leq -a \leq 0$$ $a=0$ elde ederiz. Bu durumda $a^2+b^2=0+(-1)^2=1$ olur.

 


Sitemap 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 
SimplePortal 2.3.3 © 2008-2010, SimplePortal