Mục lục bài họcĐang ở d01-b3
← AP Precalculus
0/28 bài đã học xong
Chương 1 · Polynomial Functions and Rates of Change · Bài 3/4 của chương · bài 3/28 của AP Precalculus

Polynomial Functions: Extrema, Zeros and Multiplicity

Hàm đa thức: cực trị, nghiệm và bội của nghiệm
← Mục lục bài học
Lý thuyết · English

Counting what a degree allows

A polynomial of degree $n$ has at most $n$ real zeros and at most $n-1$ local extrema. Between two consecutive distinct real zeros there is at least one local extremum. If $n$ is even, the function is guaranteed a global maximum or a global minimum (depending on the sign of the leading coefficient); if $n$ is odd, it has neither.

Multiplicity controls the touch

If $(x-c)^m$ is a factor and $m$ is the largest such power, then $c$ is a zero of multiplicity $m$:

  • $m$ odd $\Rightarrow$ the graph crosses the $x$-axis at $c$ (and flattens as it crosses when $m\ge3$);
  • $m$ even $\Rightarrow$ the graph is tangent to the $x$-axis at $c$: it touches and turns back without changing sign.

Complex zeros complete the count

Counted with multiplicity, a degree-$n$ polynomial has exactly $n$ complex zeros. When the coefficients are real, non-real zeros arrive in conjugate pairs $a\pm bi$ — so the number of non-real zeros is always even, and an odd-degree polynomial with real coefficients must have at least one real zero.

Giải thích tiếng Việt

Bậc quyết định hạn mức: bậc $n$ thì tối đa $n$ nghiệm thực, tối đa $n-1$ cực trị địa phương; giữa hai nghiệm thực phân biệt liên tiếp luôn kẹp ít nhất một cực trị. Bậc chẵn thì chắc chắn có GTLN toàn cục hoặc GTNN toàn cục (tuỳ dấu hệ số dẫn đầu); bậc lẻ thì không có cái nào.

Bội của nghiệm quyết định cách chạm trục: bội lẻ — đồ thị xuyên qua trục hoành (bội $\ge3$ thì xuyên kèm đoạn dẹt); bội chẵn — đồ thị chạm rồi bật lại, không đổi dấu. Đề cho đồ thị rồi bắt khớp với công thức: toàn bộ chìa khoá nằm ở chỗ chạm hay xuyên tại từng nghiệm.

Nghiệm phức đếm cho đủ sổ: tính cả bội, đa thức bậc $n$ có đúng $n$ nghiệm phức. Hệ số thực thì nghiệm không-thực đi theo cặp liên hợp $a\pm bi$ — nên số nghiệm không-thực luôn chẵn, và đa thức bậc lẻ hệ số thực buộc phải có ít nhất một nghiệm thực.

x y bội lẻ: xuyên qua bội chẵn: chạm rồi bật lại
Một đồ thị, hai kiểu gặp trục. Tại nghiệm bên trái đường cong xuyên qua trục hoành và đổi dấu — bội lẻ. Tại nghiệm bên phải nó chỉ chạm trục rồi quay đầu, không đổi dấu — bội chẵn; điểm chạm đó đồng thời là một cực trị địa phương với giá trị bằng $0$. Dạng câu “which could be the equation of the graph” giải bằng đúng hai quan sát này cộng với hành vi hai đầu.
Ví dụ — đếm đủ sổ nghiệm bằng cặp liên hợp

Đa thức $p$ bậc $6$, hệ số thực, có các nghiệm $x=4$ (bội $2$) và $x=1+3i$, $x=-2i$. Hỏi $p$ có tổng cộng bao nhiêu nghiệm thực (tính cả bội)?

Giải.

Hệ số thực ⇒ nghiệm không-thực đi theo cặp liên hợp. Vậy $1-3i$ và $2i$ cũng là nghiệm.

Đếm sổ: $4$ (bội $2$) chiếm $2$ chỗ; bốn nghiệm phức $1\pm3i$, $\pm2i$ chiếm $4$ chỗ. Tổng $2+4=6$ — vừa khít bậc $6$, không còn chỗ cho nghiệm nào khác.

Kết luận: $p$ có đúng $2$ nghiệm thực tính cả bội (là $x=4$ đếm hai lần), tức chỉ $1$ nghiệm thực phân biệt. Đồ thị của $p$ vì thế chỉ gặp trục hoành tại đúng một điểm — và chạm chứ không xuyên, vì bội $2$ chẵn.

Bẫy hay mất điểm — Đề cho nghiệm $1+3i$ mà không cho $1-3i$, thí sinh quên tự thêm liên hợp là đếm thiếu và chọn phương án “bậc 4 là đủ”. Chiều ngược lại cũng có bẫy: điều kiện cặp liên hợp chỉ áp dụng khi hệ số thực — gặp câu nói rõ “complex coefficients” thì không được tự thêm. Bẫy thứ ba: “đa thức bậc 4 có tối đa 3 cực trị” không có nghĩa là luôn có 3 — $x^4$ chỉ có đúng một.
Phải nhớ — Bội lẻ xuyên, bội chẵn chạm; hệ số thực thì nghiệm phức đi có cặp; và mọi phép đếm nghiệm–cực trị đều bị chặn bởi bậc: $n$ nghiệm phức đúng, $\le n$ nghiệm thực, $\le n-1$ cực trị.

Đọc xong rồi — làm thử ngay

Bài tập của chương Polynomial Functions and Rates of Change gồm 14 câu trắc nghiệm và 5 đề tự luận, ra khó hơn đề thật 30–50%. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.

Làm bài tập chương →