ВсОШ 2021, 11 класс, задача 2

Пусть - ненулевой многочлен степени с неотрицательными коэффициентами такой, что функция - нечетная. Может ли оказаться так, что для различных точек на графике выполняются условия: касательная к графику в точке проходит через точку , касательная в точке проходит через точку , , касательная в точке - через точку ?

(Н. Агаханов)

Верно или неверно?

Войдите, чтобы проверять ответы
Ответ

Ответ.

Не может.

Первое решение.

Покажем, что при данных условиях на многочлен каждая следующая точка касания лежит по другую сторону от оси , чем предыдущая. Пусть

  • данный многочлен,

  • его производная. Пусть - это -я точка касания, а - -я. Тогда касательная в точке имеет уравнение . Значит, , откуда .

Разделив это равенство на и перенеся все слагаемые в правую часть, получим при четной степени выражение:

Пусть и одного знака (считаем, что с любым числом одного знака). Если , то выражение в скобках положительно, если же , то оно отрицательно. Такие же знаки будут иметь выражения при остальных степенях: . Значит, если и - одного знака, то равенство невозможно. Итак, любые две последовательные точки касания должны находиться по разные стороны от оси . И в силу нечетности касательная в точке не может пройти через точку .

Второе решение.

Заметим, что функция при и нечетном выпукла на и вогнута на . Многочлен представляется в виде суммы нескольких функций такого вида, потому что является нечетной функцией, а его коэффициенты неотрицательные. Тогда функция также выпукла на и вогнута на . Это означает, что касательная в точке графика с положительной абсциссой вторично не пересекает график в точках с неотрицательной абсциссой, и наоборот. Кроме того, касательная к графику в нуле не имеет с ним больше общих точек. Это означает, что абсциссы точек отличны от нуля, а их знаки чередуются. Тогда у точек и абсциссы одного знака, поэтому касательная в точке не проходит через точку .

Похожие задачи

ВсОШ 2023, 11 класс, задача 2

(20 баллов) У 100 школьников есть стопка из 101 карточки, которые пронумерованы числами от 0 до 100. Первый школьник перемешивает стопку, затем берёт сверху из получившейся стопки по одной карточке, и при каждом взятии карточки (в том числе при первом) записывает на доску среднее арифметическое чисе

ВсОШ 2025, 10 класс, задача 1

Петя и Вася играют в игру на изначально пустой клетчатой таблице 100 × 100, делая ходы по очереди. Начинает Петя. За свой ход игрок вписывает в некоторую пустую клетку любую заглавную букву русского алфавита (в каждую клетку можно вписать ровно одну букву). Когда все клетки будут заполнены, Петя объ

ВсОШ 2023, 10 класс, задача 6

(20 баллов) Квадрат 100 × 100 разбит на квадраты 2 × 2. Потом его разбивают на доминошки (прямоугольники 1 × 2 и 2 × 1). Какое наименьшее количество доминошек могло оказаться внутри квадратов разбиения? (С. Берлов)

ВсОШ 2026, 11 класс, задача 6

На доску выписаны 2026 попарно различных натуральных чисел, больших 1. Оказалось, что для любого выписанного числа a найдутся хотя бы k пар выписанных чисел b