$ -x^4+10x^3+11x^2>0 $

Project ID: 
3000020010
Question: 

Prześledź sposób rozwiązania nierówności $$ -x^4+10x^3+11x^2>0$$.

(1) Najpierw przepisujemy podaną nierówność do postaci: $$ \begin{gather} -x^2(x^2-10x-11)>0 \cr x^2(x^2-10x-11)<0 \end{gather} $$.

(2) Teraz potęgujemy trójmian w nawiasach: $$ \begin{gather} D =(-10)^2-4\cdot (-11) \cr x_1=\frac{10-\sqrt{144}}{2}=-1,x_2=\frac{10+\sqrt{144}}{2}=11 \cr x^2-10x-11=(x+1)(x-11) \end{gather} $$ (3) Na koniec przepisujemy nierówność jako iloczyn trzech czynników: $$ x^2(x+1)(x-11)<0 $$.

(4) Niech $P(x)=x^2(x+1)(x-11)$. Od razu zauważymy, że $P(x)=0$, gdy $x=-1$, $0$ i $11$. Te punkty zerowe dzielą linię liczbową na przedziały: $$ (- \infty;-1),~(-1;0),~(0;11),~(11;+\infty) $$ (5) Wiemy, że $P(x)$ zmienia znak za każdym razem, gdy $x$ przechodzi przez punkt zerowy. $P(x)>0$ w pierwszym przedziale $(- \infty;-1)$. Stąd możemy wnioskować, że zbiorem rozwiązań nierówności jest zbiór wszystkich $$x\in (-1;0)\cup (11;+\infty).$$. Czy w rozwiązaniu jest błąd, czy wszystko jest w porządku?

Answer 1: 

Rozwiązanie jest prawidłowe.

Answer 2: 

Błąd występuje w kroku (2). Trójmian musi zostać przekształcony w następujący sposób: $$ x^2-10x-11=(x-1)(x+11) $$

Answer 3: 

Błąd występuje w kroku (4). Wielomian $P(x)=x^2(x+1)(x-11)$ należy podzielić przez współczynnik kwadratowy $x^2$. W rezultacie otrzymamy przedziały: $(- \infty;-1)$, $(-1;11)$, $(11;+\infty)$.

Answer 4: 

Błąd występuje w kroku (5). Rozwiązanie nie jest poprawne.

Fixed Answer: 
All Fixed
Correct Answer: 
Answer 4
Hint: 

Wielomian nie zawsze zmienia znak, gdy $x$ przechodzi przez punkt zerowy. Dokładnie tak jest w przypadku wielomianu $P(x)=x^2(x+1)(x-11)$. Zobacz tabelę:

$x$ $(- \infty;-1)$ $(-1;0)$ $(0;11)$ $(11;+\infty)$
$x^2$ $+$ $+$ $+$ $+$
$x+1$ $-$ $+$ $+$ $+$
$x-11$ $-$ $-$ $-$ $+$
$P(x)$ $\oplus$ $\ominus$ $\ominus$ $\oplus$

Z tabeli wynika, że zbiorem rozwiązań nierówności jest zbiór wszystkich $$x\in (-1;0)\cup (0;11)$$.

Co ważne, wielomian $P(x)=x^2(x+1)(x-11)$ ma współczynnik kwadratowy $x^2$, co sprawia, że $x=0$ jest podwójnym pierwiastkiem $P(x)=0$. W takich przypadkach wielomian nie zmienia znaku, gdy $x$ przechodzi przez punkt zerowy.