FR009 · 原创探索

多项式的根与区间

调整系数与区间,先预测区间内不同实根的个数,再核对。重根只算一个位置;另外观察按重数计算的结果。

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改变条件

曲线与端点

横轴窗口为 −6 到 6;纵轴范围随曲线改变。阴影为所选区间,空心端点表示不包含。图像用于观察,精确计数不依赖像素。

当前多项式曲线多项式与横轴的相交或切触及所选区间。先预测,再查看数值根。

先预测,再验证

为什么端点符号还不够?

多项式在实轴连续。若 L < R 且 f(L)f(R) < 0,介值定理只保证开区间 (L,R) 至少一个根,并不保证唯一。如果还能证明在区间上严格单调,才可得唯一。

端点同号,可能无根,也可能有多个根,或在重根处切触横轴。偶重根两侧不变号,奇重根两侧变号;三重根虽有水平切线,仍穿过横轴。端点本身是根时,应先看开闭符号,不能套用严格异号的前提。

最高次系数为零时必须降次。非零常数无根;零多项式的每个实数都是根,但不能赋予它有限的根重数。区间若为空则没有根;单点闭区间仅检查该点。

本实验用十进制输入对应的精确有理数进行 Sturm 计数和端点判断;显示的坐标是近似值,不用四舍五入坐标决定归属。