Многочлен P(x) таков, что многочлены P(P(x)) и
P(P(P(x))) строго монотонны на всей вещественной оси.
Докажите, что P(x) тоже строго монотонен на всей вещественной оси.
Так как многочлен P(P(x)) монотонен, то
он обязан иметь нечетную степень, а тогда он принимает все ¨
вещественные значения.
Пусть a > b, тогда найдутся такие числа xa и xb
, что
P(P(xa)) = a, P(P(xb
)) = b. Так как старший коэффициент
многочлена P(P(x)) всегда положителен, то этот многочлен возрастает, поэтому xa > xb
.
Если старший коэффициент многочлена P(x) положителен,
то многочлен P(P(P(x))) возрастает; отсюда получаем, что
P(P(P(xa))) > P(P(P(xb
))), то есть P(a) > P(b) для любых
a > b. Если же старший коэффициент отрицателен, то, аналогично, P(P(P(xa))) < P(P(P(xb
))), откуда P(a) < P(b) для любых a > b.
