Feladat: C.295 Korcsoport: 18- Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Bábosik Gergely 
Füzet: 1993/május, 214 - 215. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Harmadfokú (és arra visszavezethető) egyenlőtlenség-rendszerek, Harmadfokú függvények, Parabola egyenlete, C gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1992/szeptember: C.295

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Tekintsük az y=-12px2+x egyenletű görbét. Ez parabola, amely lefelé nyílik (p>0), zérushelyei: x1=0,x2=2p, tengelypontja a T(p;p2) pont. Ha az f(x) függvény grafikonját vizsgáljuk, a szóban forgó parabola egy ívét kapjuk. Ennek egyik végpontja a koordináta-rendszer kezdőpontja, másik végpontja a P(4p;4p2-8p3) pont.
a) Ha a vizsgált ív a tengelypontot tartalmazza, akkor f(x) legnagyobb értéke nyilván p2. Ez akkor áll fenn, ha 0<p4p, azaz 0<p2. Ebben az esetben f(x) nem vehet fel 1-nél nagyobb értéket.
b) Ha f(x) grafikonja a parabola tengelypontját nem tartalmazza, akkor az f(x) függvény növekedő, ezért x=4p-nél veszi fel legnagyobb értékét, amely 4p2-8p3. Mindez p>2 esetén következik be. Nézzük, hogy lehet-e ekkor 4p2-8p3>1, azaz

p3-4p2+8<0.

Mivel p=2 esetén az egyenlőség teljesül, azért a bal oldalon álló harmadfokú polinomnak p-2 gyöktényezője. Ezt felhasználva a megoldandó egyenlőtlenség
(p-2)(p2-2p-4)<0.
(A szorzattá alakítás egy lehetséges módja a következő: p3-4p2+8=p3-2p2-2p2+8=p2(p-2)-2(p2-4)=(p-2)[p2-2(p+2)].)
Most p>2, így p2-2p-4<0, vagyis (p-1)2<5. Ennek megoldása 1-5<p<1+5.
Mindezt egybevetve az f(x) függvény pontosan akkor vehet fel 1-nél nagyobb értéket, ha 2<p<1+5.
Például p=3 esetén f(x) legnagyobb értéke 2827, amelyet x=43-nál vesz fel, de bármely 3-3 és 43 közé eső helyen is 1-nél nagyobb f(x) értéke.
 

 Bábosik Gergely (Vác, Ipari Szki. III. o. t.) dolgozata alapján