在平面直角坐标系下(1) 三次多项式函数的图像过四个点P1(0,1),P2(1,3), P3( - 1,3)P4(2,15),求该三次多项式函数的表达式;(4分)(2) 设是平面上满足条件的n个点,则由这n个点所唯一确定的多项式函数的最高次数是多少?简要说明理由。(3分)
⑴设三次多项式的表达式为,根据题意得,解得,所以(2)平面上π个不同的点所唯一确定的多项式函数的最高次数为n - 1。设n个点满足的多项式函数为,显然对于m次多项式g( x ),它具有m + 1个未知量ai(i = 0,1,2,…,m),当这m + 1个未知量唯一确定时,多项式函数唯一确定。因为n个不同的点都是多项式函数上的点,所以把点的坐标代入多项式函数可得一个有m + 1个未知量、n个不同方程的非齐次线性方程组,且其一定有解。因为非齐次线性方程组一定有解,所以关于其解的情况只需对非齐次线性方程组的系数矩阵-进行分析。当m ≤ n - 1时,根据范德蒙德行列式的性质,可知r(A) = m + 1(存在m + 1阶不等于0的子式,且 r(A) ≤min{ n,m + 1 } = m + 1 ),此时系数矩阵的秩等于未知量的个数,非齐次线性方程组有唯一解,即唯一确定一个多项式函数当m > n - 1时,非齐次线性方程组方程的个数小于未知量的个数,此时非齐次线性方程组有无穷多解,不能唯一确定一个多项式函数。综上,平面上n个不同的点所唯一确定的多项式函数的最高次数为n - 1。
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