Решите уравнение x^4-x^3-3x^2+4x-4=0

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для решения уравнения четвертой степени x4x33x2+4x4=0x to the fourth power minus x cubed minus 3 x squared plus 4 x minus 4 equals 0 воспользуемся методом разложения на множители. 1. Поиск целых корней Согласно теореме о рациональных корнях, кандидатами на роль целых корней являются делители свободного члена (числа -4negative 4): ±1,±2,±4plus or minus 1 comma plus or minus 2 comma plus or minus 4. Проверим значение x=2x equals 2: 24233(22)+4(2)4=16812+84=02 to the fourth power minus 2 cubed minus 3 open paren 2 squared close paren plus 4 open paren 2 close paren minus 4 equals 16 minus 8 minus 12 plus 8 minus 4 equals 0Следовательно, x1=2x sub 1 equals 2 является корнем уравнения. Проверим значение x=-2x equals negative 2: (-2)4(-2)33(-2)2+4(-2)4=16+81284=0open paren negative 2 close paren to the fourth power minus open paren negative 2 close paren cubed minus 3 open paren negative 2 close paren squared plus 4 open paren negative 2 close paren minus 4 equals 16 plus 8 minus 12 minus 8 minus 4 equals 0Следовательно, x2=-2x sub 2 equals negative 2 также является корнем уравнения. 2. Деление многочлена Раз корни x=2x equals 2 и x=-2x equals negative 2 найдены, исходный многочлен делится на произведение (x2)(x+2)=x24open paren x minus 2 close paren open paren x plus 2 close paren equals x squared minus 4. Выполним деление столбиком или методом подбора коэффициентов: (x24)(x2+ax+b)=x4x33x2+4x4open paren x squared minus 4 close paren open paren x squared plus a x plus b close paren equals x to the fourth power minus x cubed minus 3 x squared plus 4 x minus 4

  1. Чтобы получить x4x to the fourth power, коэффициент при x2x squared должен быть 11. Чтобы получить -4negative 4, свободный член bb должен быть 11 (так как -41=-4negative 4 center dot 1 equals negative 4). Определим aa, раскрыв скобки для члена x3x cubed: -4ax+x2(ax)=ax3negative 4 a x plus x squared open paren a x close paren equals a x cubed. В исходном уравнении имеем x3negative x cubed, значит a=-1a equals negative 1.

Получаем разложение: (x24)(x2x+1)=0open paren x squared minus 4 close paren open paren x squared minus x plus 1 close paren equals 03. Решение квадратного уравнения Теперь найдем корни уравнения x2x+1=0x squared minus x plus 1 equals 0 через дискриминант Dcap D: D=b24ac=(-1)2411=14=-3cap D equals b squared minus 4 a c equals open paren negative 1 close paren squared minus 4 center dot 1 center dot 1 equals 1 minus 4 equals negative 3Так как дискриминант отрицательный, уравнение не имеет действительных корней. Найдем комплексные корни, используя мнимую единицу i=-1i equals the square root of negative 1 end-root : x=b±D2a=1±-32=1±i32x equals the fraction with numerator negative b plus or minus the square root of cap D end-root and denominator 2 a end-fraction equals the fraction with numerator 1 plus or minus the square root of negative 3 end-root and denominator 2 end-fraction equals the fraction with numerator 1 plus or minus i the square root of 3 end-root and denominator 2 end-fraction Таким образом, корни: x3=12+i32,x4=12i32x sub 3 equals one-half plus the fraction with numerator i the square root of 3 end-root and denominator 2 end-fraction comma space x sub 4 equals one-half minus the fraction with numerator i the square root of 3 end-root and denominator 2 end-fraction Итоговый ответ: Уравнение имеет два действительных и два комплексных корня:

  • x1=2x sub 1 equals 2 x2=-2x sub 2 equals negative 2 x3=1+i32x sub 3 equals the fraction with numerator 1 plus i the square root of 3 end-root and denominator 2 end-fraction x4=1i32x sub 4 equals the fraction with numerator 1 minus i the square root of 3 end-root and denominator 2 end-fraction

Хотите, чтобы я проверил это решение подстановкой или графически интерпретировал поведение функции?

Форма ответа

Ваш аватар