Polynomdivisjon og funksjonsdrøfting
Funksjonen \(f\) er gitt ved
- Bruk blant annet polynomdivisjon til å vise at \(f(x) = (x + 2)^2 \cdot (x - 1)\).
- Bestem eventuelle toppunkt og bunnpunkt på grafen til \(f\).
- Bestem likningen til vendetangenten til grafen til \(f\).
- Lag en skisse av grafen til \(f\).
- Løs likningen \((\ln x)^3 + 3(\ln x)^2 - 4 = 0\).
a) Se løsningsforslag
b) Toppunkt \((-2, 0)\), bunnpunkt \((0, -4)\)
c) \(y = -3x - 5\)
d) Se løsningsforslag
e) \(x = e^{-2}\) eller \(x = e\)
a
Vi sjekker at \(x = 1\) er en nullpunktsverdi: \(f(1) = 1 + 3 - 4 = 0\) ✓
Vi utfører polynomdivisjon \((x^3 + 3x^2 - 4) : (x - 1)\):
Vi faktoriserer \(x^2 + 4x + 4 = (x + 2)^2\), slik at
b
\(f'(x) = 0\) gir \(x = 0\) eller \(x = -2\).
\(f''(x) = 6x + 6\):
- \(f''(-2) = -6 < 0\): Toppunkt \((-2, f(-2)) = \underline{\underline{(-2, 0)}}\)
- \(f''(0) = 6 > 0\): Bunnpunkt \((0, f(0)) = \underline{\underline{(0, -4)}}\)
c
Vendepunktet er der \(f''(x) = 0\): \(6x + 6 = 0 \implies x = -1\).
\(f(-1) = -1 + 3 - 4 = -2\) og \(f'(-1) = 3 - 6 = -3\).
Vendetangenten:
d
Grafen har dobbeltrot i \(x = -2\) (tangerer \(x\)-aksen), nullpunkt i \(x = 1\), toppunkt \((-2, 0)\), bunnpunkt \((0, -4)\) og vendepunkt \((-1, -2)\).
e
Vi setter \(u = \ln x\):
Dette er likningen \(f(u) = 0\), som fra oppgave a) gir \((u + 2)^2(u - 1) = 0\), altså \(u = -2\) eller \(u = 1\).