برای اینکه یک چند جملهای درجه دوم همواره منفی باشد، ضرایب باید به گونهای باشند که نمودار آن بدون در نظر گرفتن محور افقی (بدون تقاطع) در زیر محور y باشد. معادله مورد نظر شما به صورت زیر است:
\[ y = m_1 x^2 - 4(m_1)x + 4m + n \]
به شکل عمومی معادله یک چند جملهای درجه دوم به صورت زیر است:
\[ y = ax^2 + bx + c \]
که در آن:
- \( a = m_1 \)
- \( b = -4m_1 \)
- \( c = 4m + n \)
شرط اساسی این است که:
1. \( a > 0 \) (به این معنا که ضریب \( x^2 \) مثبت باشد، در غیر این صورت نمودار به سمت بالا نمیرود)
2. دلتا (معادله تعیینکننده وجود ریشه) باید منفی باشد:
\[ \Delta = b^2 - 4ac < 0 \]
با قرار دادن مقادیر \( a \)، \( b \) و \( c \):
\[
\Delta = (-4m_1)^2 - 4(m_1)(4m+n) < 0
\]
که به سادگی به شکل زیر تبدیل میشود:
\[
16m_1^2 - 4m_1(4m + n) < 0
\]
حال، این را ساده میکنیم:
\[
16m_1^2 - 16m_1m - 4m_1n < 0
\]
این معادله را میتوان به شکل زیر بازنویسی کرد:
\[
4m_1(4m_1 - 4m - n) < 0
\]
برای بررسی شرایط این معادله، چون \( m_1 \) باید مثبت باشد، شرط زیر ایجاد میشود:
\[
4m_1 - 4m - n < 0
\]
که عبارت بالا ما را به این نتیجه میرساند:
\[
n > 4m_1 - 4m
\]
پس مقدار \( n \) باید بیشتر از \( 4m_1 - 4m \) باشد تا چند جملهای همواره منفی بماند.
بنابراین، برای مقادیر خاص \( m_1 \) و \( m \) میتوانید مقدار دقیق \( n \) را پیدا کنید.