Chứng minh rằng phương trình ( m^ 2 + 1 ) x ^3 − 2 m ^2 x ^2 − 4 x + m ^2 + 1 = 0 luôn có 3 nghiệm.

Đặt \[f\left( x \right) = \left( {{m^2} + 1} \right){x^3} - 2{m^2}{x^2} - 4x + {m^2} + 1\].

Hàm số \[f\left( x \right) = \left( {{m^2} + 1} \right){x^3} - 2{m^2}{x^2} - 4x + {m^2} + 1\] liên tục trên \[\mathbb{R}\].

Ta có: \[f\left( x \right) = {m^2}\left( {{x^3} - 2{x^2} + 1} \right) + {x^3} - 4x + 1\]

\[f\left( { - 3} \right) = - 44{m^2} - 14 < 0;\,\,\forall m\]

\[f\left( 0 \right) = {m^2} + 1 > 0,\forall m\,\]

\[f\left( 1 \right) = - 2\]

\[f\left( 2 \right) = {m^2} + 1 > 0\,;\,\,\forall m\]

Vì \[f\left( { - 3} \right).\,f\left( 0 \right) < 0\]nên phương trình có ít nhất 1 nghiệm thuộc khoảng \[\left( { - 3;0} \right)\].

Vì \[f\left( 0 \right).\,f\left( 1 \right) < 0\]nên phương trình có ít nhất 1 nghiệm thuộc khoảng \[\left( {0;1} \right)\].

Vì \[f\left( 1 \right).\,f\left( 2 \right) < 0\]nên phương trình có ít nhất 1 nghiệm thuộc khoảng \[\left( {1;2} \right)\].

Vậy phương trình \[\left( {{m^2} + 1} \right){x^3} - 2{m^2}{x^2} - 4x + {m^2} + 1 = 0\] có ít nhất 3 nghiệm trong khoảng \[\left( { - 3;2} \right)\], mà phương trình đã cho là bậc 3 nên phương trình có đúng 3 nghiệm