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Sul teorema di Rolle

Ricevo da Mirko il seguente quesito: Data la funzione: \[f(x)= \frac{a^2x^4- 8x^2+7}{4}\] determina i valori del parametro \(a\) per i quali nell'intervallo \([-|a|,|a|]\) esiste un unico punto che soddisfa il teorema di Rolle.
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Ricevo da Mirko la seguente domanda:   Buonasera Egregio Professore, avrei un problema di applicazione del teorema di Rolle da proporle, poiché non riesco a risolverlo. Data la funzione: \[f(x)= \frac{a^2x^4- 8x^2+7}{4}\] determina i valori del parametro \(a\) per i quali nell'intervallo \([-|a| ,|a|]\) esiste un unico punto che soddisfa il teorema di Rolle. Grazie.   Gli rispondo così:   Caro Mirko, vista la continuità e la derivabilità in tutto \(\mathbb{R}\) e, in particolare, la “parità” della funzione, è chiaro che in ogni intervallo \([-|a|,|a|]\) sono soddisfatte le condizioni del teorema di Rolle: esiste quindi di conseguenza almeno un punto \(c\) interno all’intervallo \([-|a| ,|a|]\) in cui sia nulla la derivata della funzione, qualunque sia \(a\ne 0\). Per ottenere l’unicità di tale punto \(c\), osserviamo la derivata della funzione: \[f'(x)=x\left( {{a}^{2}}{{x}^{2}}-4 \right)\] Da cui si ricava che vi sono in generale tre valori di \(x\) nei quali \(f’(x)=0\), cioè \(x=0\) e \(x=\pm \frac{2}{\left| a \right|}\); poiché \(x=0\) appartiene comunque ad ogni intervallo del tipo \([-|a| ,|a|]\), affinchè tale punto sia l’unico a confermare la tesi del teorema di Rolle nell’intervallo suddetto, si tratta di imporre che gli altri due valori siano non interni all’intervallo, cioè che sia        \[\frac{2}{\left| a \right|}\ge \left| a \right|\to -\sqrt{2}\le a\le \sqrt{2}\quad \quad a\ne 0\quad .\] Massimo Bergamini
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