Verilen fonksiyonun türevi,
f '(x) = x^4 + 3ax^2 +9 dur.
Teğetlerin eğimleri m > 0 olsun. (Eğim açısı dar old.)
x^4 + 3ax^2 +9 = m denkleminin
birbirinden farklı kökleri bulunmalıdır.
(Ki bu apsisli noktalardaki teğetlerin eğimleri aynı m sayısı olsun.)
x^2 = t diyelim.
t^2 + 3at + 9 - m = 0 denkleminde
9 - m > 0 iken, denklemin biri pozitif biri negatif iki kökü bulunur.
Pozitif t değeri için de farklı iki x değeri vardır.
Dolayısıyla; m > 9 olmak üzere, fonksiyonun dar açılı paralel
teğetleri a'nın her değeri için vardır.
Sorunun cevabı budur.
Ancak; amaçlanan bu değil.
"Dar açılı olmak üzere, fonksiyonun her doğrultuda
paralel teğetlerinin olması için a değeri ne olmalıdır?"
demek isteniyor.
Bu durumda;
x^4 + 3ax^2 +9 = m denkleminin, her m > 0 için
birbirinden farklı kökleri bulunmalıdır.
Yani; x^4 + 3ax^2 +9 ifadesi her m > 0 değerine
eşitlenebilmelidir.
x^2 = t dediğimizde,
g(t) = t^2 + 3at + 9 ifadesi, parabolün tepe noktasındaki
ordinat değeri ile +sonsuz arasındaki her değeri alabilir.
Öyleyse; y = g(t) parabolünün tepe noktasının ordinatı
sıfır veya negatif olursa, ifade her m>0 değerine eşit kılınabilir.
Tepe noktasının apsisi "-3a/2" olup ordinatı da "9 - 9a^2/4 " tür.
9 - 9a^2/4 <= 0 ise a <= -2 veya a >= 2 bulunur.
Bu durumda, t^2 + 3at + 9 - m = 0 denkleminin gerçek köklerinin
varlığı garanti edilmiş olur. Ancak; x^2 = t >= 0 olması gerektiğinden,
kökler toplamı, -3a < 0 olmalıdır.
Demek ki; "a <= -2" alınırsa, verilen fonksiyonun,
eğim açısı dar açı olan her doğrultuda paralel teğetleri bulunur.