Question Number 215052 by Abdullahrussell last updated on 27/Dec/24
Answered by mr W last updated on 27/Dec/24
$${f}\left(\mathrm{1}\right)=\mathrm{1}\:\Rightarrow{f}\left({x}\right)=\left({x}−\mathrm{1}\right){g}\left({x}\right)+\mathrm{1} \\ $$$${f}\left(\mathrm{2}\right)=\left(\mathrm{2}−\mathrm{1}\right){g}\left(\mathrm{2}\right)+\mathrm{1}=\mathrm{4}\:\Rightarrow{g}\left(\mathrm{2}\right)=\mathrm{3}\:\Rightarrow{g}\left({x}\right)=\left({x}−\mathrm{2}\right){h}\left({x}\right)+\mathrm{3} \\ $$$$\Rightarrow{f}\left({x}\right)=\left({x}−\mathrm{1}\right)\left[\left({x}−\mathrm{2}\right){h}\left({x}\right)+\mathrm{3}\right]+\mathrm{1} \\ $$$${f}\left(\mathrm{3}\right)=\left(\mathrm{3}−\mathrm{1}\right)\left[\left(\mathrm{3}−\mathrm{2}\right){h}\left(\mathrm{3}\right)+\mathrm{3}\right]+\mathrm{1}=\mathrm{3}\:\Rightarrow{h}\left(\mathrm{3}\right)=−\mathrm{2}\:\Rightarrow{h}\left({x}\right)=\left({x}−\mathrm{3}\right){k}\left({x}\right)−\mathrm{2} \\ $$$$\Rightarrow{f}\left({x}\right)=\left({x}−\mathrm{1}\right)\left\{\left({x}−\mathrm{2}\right)\left[\left({x}−\mathrm{3}\right){k}\left({x}\right)−\mathrm{2}\right]+\mathrm{3}\right\}+\mathrm{1} \\ $$$${say}\:{k}\left({x}\right)={ax}+{b} \\ $$$${f}\left({x}\right)=\left({x}^{\mathrm{3}} −\mathrm{6}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{11}{x}−\mathrm{6}\right)\left({ax}+{b}\right)−\mathrm{2}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{9}{x}−\mathrm{6} \\ $$$${f}'\left({x}\right)={a}\left({x}^{\mathrm{3}} −\mathrm{6}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{11}{x}−\mathrm{6}\right)+\left(\mathrm{3}{x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{12}{x}+\mathrm{11}\right)\left({ax}+{b}\right)−\mathrm{4}{x}+\mathrm{9} \\ $$$${f}'\left(\mathrm{1}\right)=\mathrm{1}\:\Rightarrow{a}+{b}=−\mathrm{2} \\ $$$${f}'\left(\mathrm{3}\right)=\mathrm{1}\:\Rightarrow\mathrm{3}{a}+{b}=\mathrm{2} \\ $$$$\Rightarrow{a}=\mathrm{2},\:{b}=−\mathrm{4} \\ $$$${f}\left({x}\right)=\left({x}−\mathrm{1}\right)\left\{\mathrm{2}\left({x}−\mathrm{2}\right)\left[\left({x}−\mathrm{3}\right)\left({x}−\mathrm{2}\right)−\mathrm{1}\right]+\mathrm{3}\right\}+\mathrm{1} \\ $$$${or} \\ $$$${f}\left({x}\right)=\mathrm{2}{x}^{\mathrm{4}} −\mathrm{16}{x}^{\mathrm{3}} +\mathrm{44}{x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{47}{x}+\mathrm{18} \\ $$$${f}\left(\mathrm{4}\right)=\mathrm{22}\:\checkmark \\ $$
Commented by mr W last updated on 27/Dec/24
Answered by mr W last updated on 27/Dec/24
$${alternative}: \\ $$$${say}\:{g}\left({x}\right)={f}\left({x}\right)−{x}\geqslant\mathrm{0} \\ $$$${f}\left(\mathrm{1}\right)−\mathrm{1}={g}\left(\mathrm{1}\right)=\mathrm{0} \\ $$$${f}\left(\mathrm{3}\right)−\mathrm{3}={g}\left(\mathrm{3}\right)=\mathrm{0} \\ $$$${f}\left(\mathrm{2}\right)−\mathrm{2}={g}\left(\mathrm{2}\right)=\mathrm{4}−\mathrm{2}=\mathrm{2} \\ $$$$\Rightarrow{g}\left({x}\right)=\left({x}−\mathrm{1}\right)\left({x}−\mathrm{3}\right){h}\left({x}\right) \\ $$$${g}\left(\mathrm{2}\right)=\left(\mathrm{2}−\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{2}−\mathrm{3}\right){h}\left(\mathrm{2}\right)=−{h}\left(\mathrm{2}\right)=\mathrm{2} \\ $$$$\Rightarrow{h}\left({x}\right)=\left({x}−\mathrm{2}\right){k}\left({x}\right)−\mathrm{2} \\ $$$${g}\left({x}\right)=\left({x}−\mathrm{1}\right)\left({x}−\mathrm{3}\right)\left[\left({x}−\mathrm{2}\right){k}\left({x}\right)−\mathrm{2}\right] \\ $$$${say}\:{k}\left({x}\right)={ax}+{b} \\ $$$${g}'\left(\mathrm{1}\right)=\mathrm{0},\:{g}'\left(\mathrm{3}\right)=\mathrm{0}\: \\ $$$$…… \\ $$