X^4-3x^2-11x-21=0 решите уравнение, подробно расписывая решение.

0 голосов
51 просмотров

X^4-3x^2-11x-21=0 решите уравнение, подробно расписывая решение.


Алгебра (75 баллов) | 51 просмотров
Дано ответов: 2
0 голосов
Правильный ответ

X^4 - 3x^2 - 11x - 21 = 0
Добавим и вычтем 3x^3 и 9x^2
x^4 - 3x^3 + 3x^3 - 9x^2 + 9x^2 - 3x^2 - 11x - 21 = 0
Объединяем в группы и приводим подобные
(x^4 - 3x^3) + (3x^3 - 9x^2) + 6x^2 - 11x - 21 = 0
Добавим и вычтем 18x
(x^4 - 3x^3) + (3x^3 - 9x^2) + (6x^2 - 18x) + 18x - 11x - 21 = 0
Опять приводим подобные
(x^4 - 3x^3) + (3x^3 - 9x^2) + (6x^2 - 18x) + (7x - 21) = 0
Выносим (x - 3)
(x - 3)(x^3 + 3x^2 + 6x + 7) = 0
x1 = 3
Решаем кубическое уравнение подбором
f(x) = x^3 + 3x^2 + 6x + 7 = 0
Ясно, что при любом x >= 0 левая часть > 0, поэтому все корни < 0
f(-1) = -1 + 3 - 6 + 7 = 3 > 0
f(-2) = -8 + 12 - 12 + 7 = -1 < 0
-2 < x2 < -1
f(-3) = -27 + 27 - 18 + 7 = -11 < 0
Ясно, что дальше результат будет еще меньше, других корней нет.
Единственный корень x2 - иррациональный. Его можно уточнить
f(-1,8) = (-1,8)^3 + 3(-1,8)^2 - 6*1,8 + 7 = 0,088 > 0
f(-1,9) = (-1,9)^3 + 3(-1,9)^2 - 6*1,9 + 7 = -0,429 < 0
f(-1,81) = (-1,81)^3 + 3(-1,81)^2 - 6*1,81 + 7 = 0,03856 > 0
f(-1,82) = (-1,82)^3 + 3(-1,82)^2 - 6*1,82 + 7 = -0.01137 < 0
f(-1,817) = (-1,817)^3 + 3(-1,817)^2 - 6*1,817 + 7 = 0,00366
f(-1,818) = (-1,818)^3 + 3(-1,818)^2 - 6*1,818 + 7 = -0,00134
f(-1,8177) = (-1,8177)^3 + 3(-1,8177)^2 - 6*1,8177 + 7 = 0,0001586
Трех нулей после запятой вполне достаточно.
Ответ: x1 = 3, x2 ~ -1,877

(320k баллов)
0 голосов
x^4-3x^2-11x-21=0
 Добавим и вычтем одинаковые слагаемые
x^4-3x^3+3x^3-9x^2+6x^2-18x+7x-21=0\\ x^3(x-3)+3x^2(x-3)+6x(x-3)+7(x-3)=0\\ (x-3)(x^3+3x^2+6x+7)=0\\ x_1=3\\ x^3+3x^2+6x+7=0
 Уравнение решим по формуле Кардано
kx³ + ax² + bx + c = 0 -формула
Q = (a²-3b)/9 = -1
R=(2a³-9ab+27c)/54 = 1.5
S = Q³ - R³ = - 3.25
S<0, значит уравнение имеет 1 корень<br>ω = Arsh(|R|/|∛Q²|)/3 = 0.398
x = - 2sgn(R)√|Q| * sh(ω)-a/3 = - 1.818