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Ejercicios de Cálculo
← 3.5 Teoremas de continuidad

Contar las raíces reales de una cúbica

Tema
3. Continuidad de funciones › 3.5 Teoremas de continuidad
Dificultad
Avanzado
Método
Bolzano en varios intervalos y cota del número de raíces

Demuestra que p(x)=x3−6x+2p(x) = x^3 - 6x + 2 tiene exactamente tres raíces reales.

Ver solución
  1. pp es un polinomio, continuo en R\mathbb{R}. Evaluamos en algunos puntos: p(−3)=−27+18+2=−7p(-3) = -27 + 18 + 2 = -7, p(0)=2p(0) = 2, p(1)=1−6+2=−3p(1) = 1 - 6 + 2 = -3 y p(3)=27−18+2=11p(3) = 27 - 18 + 2 = 11.
  2. Hay cambios de signo en [−3,0][-3, 0], en [0,1][0, 1] y en [1,3][1, 3].
  3. Por el teorema de Bolzano, hay al menos una raíz en cada uno de los intervalos (−3,0)(-3, 0), (0,1)(0, 1) y (1,3)(1, 3). Como son disjuntos, hay al menos tres raíces distintas.
  4. Un polinomio de grado 33 tiene a lo sumo 33 raíces reales.
  5. Por lo tanto, tiene exactamente tres.

Resultado final: pp tiene exactamente tres raíces reales, una en cada intervalo (−3,0)(-3, 0), (0,1)(0, 1) y (1,3)(1, 3).

−3−2−1123−10−8−6−4−224681012xy
  • p(x)=x3−6x+2p(x) = x^3 - 6x + 2

La cúbica cruza el eje x tres veces: entre -3 y 0, entre 0 y 1, y entre 1 y 3.