Уравнение ax b cx d 0

Уравнение ax b cx d 0

Линейные уравнения и неравенства с параметром

Уравнение вида

ax + b = 0,(1)

где a,b О R, x — переменная, называется уравнением первой степени (линейным уравнением).

Ниже приведены примеры линейных уравнений:

a) 2x + 6 = 0,где a = 2, b = 6;
b) x — 2 = 0где a = 1, b = -2;
c) 0·x + 0 = 0,где a = b = 0;
d) 0·x + 1 /3 = 0,где a = 0, b = 1 /3;
e) — 1 /2x = 0,где a = — 1 /2; b = 0.

Уравнение (1) равносильно уравнению ax = —b откуда следует следующее утверждение.

Утверждение 1.

  1. Если a ≠ 0, то уравнение (1) имеет единственное решение x = — b /a;
  2. Если a = 0, b ≠ 0, то множество решений уравнения (1) пусто;
  3. Если a = 0, b = 0, то любое действительное число является решением уравнения (1).

Таким образом, приведенные выше линейные уравнения решаются следующим образом:

a) x = — 6 /2, то есть x = -3;
b) x = 2;
c) любое действительное число является решением данного уравнения;
d) уравнение не имеет решений;
e) x = 0.

Замечание 2. Уравнение (ax + b)(cx + d) = 0 где a, b, c, d О R, сводится к совокупности линейных уравнений

Уравнение ax b cx d 0ax + b = 0,
cx + d = 0.

Пример 1. Решить уравнения

a) Уравнение ax b cx d 0,c) —x + 2 = 2 — x,
b) 2x + 1 = 2x + 3,d) (2x + 4)(3x — 1) = 0.

Решение. a) Уравнение ax b cx d 0 Уравнение ax b cx d 0 Уравнение ax b cx d 0 Уравнение ax b cx d 0 Уравнение ax b cx d 0 Уравнение ax b cx d 0 Уравнение ax b cx d 0 Уравнение ax b cx d 0 Уравнение ax b cx d 0 Уравнение ax b cx d 0x = 6.

b) 2x + 1 = 2x + 3 Ы 2x — 2x = 3 — 1 Ы 0·x = 2 откуда следует, что уравнение не имеет решений.

c) —x + 2 = 2 — x Ы —x + x = 2 — 2 Ы 0·x = 0, следовательно, любое действительное число является решением уравнения.

d) (2x + 4)(3x — 1) = 0 Ы
Уравнение ax b cx d 02x + 4 = 0,
3x — 1 = 0,
Ы
Уравнение ax b cx d 0x1 = -2,
x2 = 1 /3.

В дальнейшем будут рассматриваться линейные уравнения с параметрами. Под параметром понимается (смотрите тему Уравнения с параметром) фиксированное (но неизвестное) число. Как правило, параметр обозначается первыми буквами латинского алфавита.

Пример 2. Решить уравнения

a) ax = 1;e) Уравнение ax b cx d 0
b) a 2 x — 1 = x + a;f) Уравнение ax b cx d 0
c) ax + b = cx + d;g) Уравнение ax b cx d 0
d) Уравнение ax b cx d 0;

Решение. a) Применяя утверждение 1, получим:

при a ≠ 0 уравнение имеет единственное решение, x = 1 /a;

при a = 0 уравнение примет вид 0·x = 1 и, следовательно, оно не имеет решений.

Ответ: если a О R, то x = 1 /a; если a = 0, то уравнение не имеет решений.

b) После элементарных преобразований получим: a 2 x — 1 = x + a Ы a 2 xx = a + 1 Ы x(a 2 — 1) = a + 1.

откуда, применяя утверждение 1, получим:

  1. если a 2 -1 ≠ 0, то есть a ≠ ± 1, то Уравнение ax b cx d 0или Уравнение ax b cx d 0
  2. если a = 1, то уравнение примет вид 0·x = 2 и, следовательно, не имеет решений;
  3. если a = -1, то уравнение примет вид 0·x = 0, и, следовательно, любое действительное число является решением этого уравнения.

c) Перепишем уравнение следующим образом (ac)x = db, откуда следует:

  1. если ac ≠ 0, то есть ac, то уравнение имеет единственное решение Уравнение ax b cx d 0
  2. если a = c и db ≠ 0, то уравнение примет вид 0·x = db ( ≠ 0) и, следовательно, оно не имеет решений;
  3. если a = c и d = b, то уравнение примет вид 0·x = 0, и, следовательно, множество его решений есть R

d) Область допустимых значений (ОДЗ) уравнения есть x ≠ 4. В ОДЗ уравнение решается следующим образом:

Уравнение ax b cx d 0Ы
Уравнение ax b cx d 0x-2a = 0,
x ≠ 4
Ы
Уравнение ax b cx d 0x = 2a,
x ≠ 4.

Таким образом, если 2a ≠ 4, то есть a ≠ 2, то уравнение имеет единственное решение x = 2a, а если a = 2, то уравнение не имеет решений.

  • если a ≠ -1, a ≠ 2, — a /2 ≠ -1, — a /2 ≠ 2, то есть a О R, то уравнение имеет два решения x1 = a и x2 = — a /2 (если a = 0, решения совпадают);
  • если a = -1, то уравнение имеет единственное решение x = 1 /2;
  • если a = 2, то уравнение не имеет решений;
  • если a = -4, то уравнение имеет единственное решение x = -4.
  • f) Если a = 0 или b = 0, то уравнение не имеет смысла. Пусть a·b ≠ 0. Тогда уравнение равносильно следующему x(b + a) = abc откуда следует:

    1. если b + a ≠ 0, то есть a ≠ —b, то уравнение имеет единственное решение Уравнение ax b cx d 0
    2. если a = —b и c ≠ 0, то уравнение не имеет решений.
    3. если a = —b и c = 0, то любое действительное число есть решение данного уравнения.

    g) ОДЗ уравнения определяется из системы

    Уравнение ax b cx d 05xa ≠ 0,
    ax — 1 ≠ 0,

    откуда x ≠ a /5 и, если a ≠ 0, x ≠ 1 /a. Если a = 0, то уравнение примет вид Уравнение ax b cx d 0или -2 = 15x,

    откуда Уравнение ax b cx d 0, и, поскольку Уравнение ax b cx d 0следует, что если a = 0 то уравнение имеет решение Уравнение ax b cx d 0.

    Пусть a ≠ 0. Тогда в ОДЗ уравнение примет вид 2(ax — 1) = 3(5xa), откуда (2a — 15)x = 2 — 3a и, следовательно,

    1. если 2a — 15 ≠ 0, то есть Уравнение ax b cx d 0то получим Уравнение ax b cx d 0;
    2. если 2a-15 = 0, то есть Уравнение ax b cx d 0то уравнение не имеет решений.

    Таким образом для Уравнение ax b cx d 0нужно проверить условие x ≠ a /5 и x ≠ 1 /a: Уравнение ax b cx d 0или (2a — 15)a ≠ 5(2 — 3a) откуда 2a 2 ≠ 10, или Уравнение ax b cx d 0Таким образом, для Уравнение ax b cx d 0уравнение не имеет решений.

    В случае второго ограничения получим Уравнение ax b cx d 0или a(2 — 3a) ≠ (2a — 15), откуда 3a 2 = 15, то есть a 2 ≠ 5 (уже исследованный случай).

    Таким образом, если Уравнение ax b cx d 0уравнение не имеет решений, а если Уравнение ax b cx d 0то уравнение имеет единственное решение Уравнение ax b cx d 0(заметим, что решение полученное в случае a = 0 содержится в приведенном выше результате).

    Пример 3. Решить уравнения

    a) |xa| = 2;c) |xa| + |x — 2a| = a;
    b) |x| + |xa| = 0;d) |x — 1| + |x — 2| = a.

    Решение. a) Используя свойство модуля, получим:

    |xa| = 2 Ы
    Уравнение ax b cx d 0xa = 2,
    xa = -2,
    Ы
    Уравнение ax b cx d 0x = a + 2,
    x = a — 2.

    Таким образом, для любого действительного a уравнение имеет два различных решения, x1 = a + 2 и x2 = a — 2.

    b) Левая часть уравнения принимает неотрицательные значения (как сумма двух неотрицательных слагаемых), а правая часть равна нулю. Следовательно,

    Уравнение ax b cx d 0x = 0,
    xa = 0,
    или
    Уравнение ax b cx d 0x = 0,
    x = a.

    Таким образом, если a = 0, то система (а, следовательно, и уравнение) имеет единственное решение x = 0, а если a ≠ 0, то система (и исходное уравнение) решений не имеет.

    c) Так как | f(x)| = |-f(x)| уравнение можно переписать следующим образом |xa| + |2ax| = a.

    Очевидно, что если a 0. Тогда a = |a| = |(2ax) + (xa)|, и уравнение примет вид |xa| + |2ax| = |(2ax) + (xa)|. Это уравнение равносильно (см. свойства модуля) неравенству (2ax)(xa) ≥ 0 откуда, учитывая, что 0 О [a;2a].

    если a 0, то уравнение имеет бесконечное число решений — любое число ax ≤ 2a.

    d) Очевидно, что уравнение имеет решения только при a > 0. Рассмотрим три случая:

    1. Пусть xx + 1 — x + 2 = a или -2x = a — 3 откуда Уравнение ax b cx d 0. Поскольку xУравнение ax b cx d 0откуда a > 1. Таким образом, если a > 1, то Уравнение ax b cx d 0;
    2. Пусть x О [1;2]. Тогда |x — 1| = x — 1, |x — 2| = -(x-2) и уравнение примет вид x — 1 — x + 2 = a, 0·x = a — 1. Используя утверждение 1, получим:

    если a = 1, то любое действительное число из отрезка [1;2] есть решение исходного уравнения;

    если a ≠ 1, то решений нет.
    Пусть x > 2. Тогда |x — 1| = x — 1, |x — 2| = x — 2 и уравнение примет вид x — 1 + x — 2 = a откуда Уравнение ax b cx d 0Поскольку x > 2, то Уравнение ax b cx d 0то есть a > 1.

    если a > 1, то уравнение имеет два различных решения Уравнение ax b cx d 0и Уравнение ax b cx d 0

    если a = 1, то любое число отрезка [1;2] есть решение уравнения;

    если a Линейные неравенства

    ax + b > 0, ax + b ≥ 0, ax + b О R, x — переменная, называются неравенствами первой степени (линейными неравенствами).

    Поскольку все неравенства (2) решаются аналогично, приведем решение лишь первого из них: ax + b > 0. Рассмотрим следующие случаи:

    1. a > 0, тогда ax + b > 0 Ы ax > —b Ы x > — b /a и, следовательно, множество решений неравенства ax + b > 0 (a > 0) есть (- b /a;+ Ґ );
    2. aax + b > 0 Ы ax > —b Ы x b /a и, следовательно, множество решений неравенства ax + b > 0 (a Ґ ;- b /a);
    3. a = 0, тогда неравенство примет вид 0·x + b > 0 и для b > 0 любое действительное число есть решение неравенства, а при b ≤ 0 неравенство не имеет решений.

    Рассмотрим несколько примеров.

    Пример 1. Решить неравенства

    a) 3x + 6 > 0;c) 2(x + 1) + x

    Решение. a) 3x + 6 > 0 Ы 3x > -6 Ы x > -2, и, следовательно, множество решений исходного неравенства есть (-2;+ Ґ ).

    b) -2x + 3 ≥ 0 Ы -2x ≥ -3 Ы x ≤ 3 /2, то есть множеством решений исходного неравенства является (- Ґ ; 3 /2].

    c) После элементарных преобразований получим линейное неравенство 2(x + 1) + x Ы 2x + 2 + x Ы 0·x + 1 Так как 1 3x + 2 ≥ 3(x — 1) + 1 Ы 3x + 2 ≥ 3x — 3 + 1 Ы 0·x + 4 ≥ 0, откуда следует, что любое действительное число является решением исходного неравенства.

    Пример 2. Решить неравенства

    a) ax ≤ 1;
    b) |x — 2| > -(a — 1) 2 ;
    c) 3(4ax) ax + 3;
    e) Уравнение ax b cx d 0
    f) ax + b > cx + d;
    g) Уравнение ax b cx d 0

    Решение. a) В зависимости от знака a рассмотрим три случая:

    1. если a > 0, то x ≤ 1 /a;
    2. если a 1 /a;
    3. если a = 0, то неравенство примет вид 0·x ≤ 1 и, следовательно, любое действительное число является решением исходного неравенства.

    Таким образом, если a > 0, то x О (- Ґ ; 1 /a], если a О [ 1 /a;+ Ґ ), и если a = 0, то x О R.

    b) Заметим, что |x — 2| ≥ 0 для любого действительного x и -(a-1) 2 ≤ 0 для любого значения параметра a. Следовательно, если a = 1, то любое x действительное число, отличное от 2, является решением неравенства, а если a ≠ 1, то любое действительное число является решением неравенства. Ответ: если a = 1, то x О R, а если a О R, то x О R.

    c) После элементарных преобразований получим 3(4ax) Ы 12a — 3x Ы 12a — 3 Ы x(2a + 3) > 3(4a — 1).

    Далее рассмотрим три случая:

    1. если 2a + 3 > 0, то есть a > — 3 /2, то Уравнение ax b cx d 0
    2. если 2a + 3 3 /2, то Уравнение ax b cx d 0
    3. если 2a + 3 = 0, то есть a = — 3 /2, то неравенство примет вид 0·x > -21 и, так как 0 > -21 — истинное числовое неравенство, следует, что любое действительное число является решением исходного неравенства.

    если Уравнение ax b cx d 0то Уравнение ax b cx d 0

    если Уравнение ax b cx d 0то Уравнение ax b cx d 0

    Далее рассмотрим следующие случаи:

    1. если a(b — 1) > 0, то есть a > 0 и b > 1, или aУравнение ax b cx d 0
    2. если a(b — 1) 0 и b 1, то Уравнение ax b cx d 0
    3. если a = 0, b ≠ 1 то неравенство примет вид 0·x > 3 — b и для b > 3 любое число является решением, а если b О (- Ґ ;1) И (1;3], то множество решений неравенства пусто.
    4. если a ≠ 0, b = 1, то неравенство примет вид 0·x > 2 и, очевидно, что оно решений не имеет.

    если a > 0 и b > 1, или a 0 и b 1, то Уравнение ax b cx d 0

    если a = 0 и b О (3;+ Ґ ), то x О R;

    если a = 0 и b О (- Ґ ;1) И (1;3) или a ≠ 0 и b = 1, то неравенство не имеет решений.

    e) Заметим, что a ≠ ± 1, (в противном случае неравенство не имеет смысла). Неравенство переписывается следующим образом Уравнение ax b cx d 0 Уравнение ax b cx d 0 Уравнение ax b cx d 0

    Далее рассмотрим следующие случаи:

    1. пусть a О (- Ґ ;-1) И (1;+ Ґ ), тогда (a — 1)(a + 1) > 0 и, следовательно, исходное неравенство равносильно следующему x(2 — 3a) + 3 — a ≤ 0, или x(2 — 3a) ≤ a — 3, откуда для a > 1 Уравнение ax b cx d 0

    Последнее неравенство решается следующим образом:

    если a О (-1; 2 /3), то Уравнение ax b cx d 0

    если a О ( 2 /3,1), то Уравнение ax b cx d 0.

    Таким образом, исходное неравенство

    при a О (- Ґ ;-1) И ( 2 /3;1) имеет решения Уравнение ax b cx d 0

    при a О (-1; 2 /3) И (1;+ Ґ ) имеет решения Уравнение ax b cx d 0

    при a = 2 /3, любое действительное число является решением исходного неравенства.

    f) Исходное неравенство равносильно следующему (ac)x > db откуда следует, что

    1. если a >c, то ac > 0 и, следовательно, Уравнение ax b cx d 0
    2. если a О R.

    g) Заметим, что a ≠ 0 и b ≠ 0. Приведя к общему знаменателю, получим Уравнение ax b cx d 0

    Уравнение ax b cx d 0
    Уравнение ax b cx d 0Уравнение ax b cx d 02(b 2 — a 2 ) — x(ba) 2 > 0,
    ab > 0,
    Уравнение ax b cx d 02(b 2 — a 2 ) — x(ba) 2

    Ы
    Уравнение ax b cx d 0Уравнение ax b cx d 0x(ba) 2 2 — a 2 ),
    ab 2 > 2(b 2 — a 2 ),
    ab Ы
    Уравнение ax b cx d 0Уравнение ax b cx d 0Уравнение ax b cx d 0
    ab > 0,
    ab,
    Уравнение ax b cx d 0x О Ж ,
    a = b,
    Уравнение ax b cx d 0Уравнение ax b cx d 0
    ab

    Таким образом, если a и b одиннакогого знака (ab > 0) и ab, то множество решений неравенства есть Уравнение ax b cx d 0если a и b — противоположных знаков (ab

    a) |x + a| + |x — 2a| 2;
    b) |x + a|

    Решение. a) Заметим, что при a ≤ 0 неравенство решений не имеет. Пусть a > 0. Рассмотрим три случая:

    1. пусть x О (- Ґ ;-a], тогда |x + a| = —xa и |x — 2a| = 2ax и неравенство примет вид —xa + 2ax — 3 /2a, поскольку a > 0, пересечением множеств (- Ґ ;-a] и Уравнение ax b cx d 0(а, следовательно, и множеством решений неравенства) явяется множество Уравнение ax b cx d 0
    2. пусть x О (-a;2a], тогда |x + a| = x + a, и |x — 2a| = 2ax, и неравенство примет вид x + a + 2ax и, поскольку a > 0, любое число из интервала (-a;2a] есть решение неравенства;
    3. пусть x О (2a;+ Ґ ), тогда |x + a| = x + a и |x — 2a| = x — 2a, и неравенство примет вид x + a + x — 2a 5 /2a. Учитывая условие x > 2a, получим x О (2a; 5 /2a).

    Таким образом, если a ≤ 0, то неравенство не имеет решений, а если a > 0, то множество решений неравенства есть (- 3 /2a;-a] И (-a;2a] И (2a; 5 /2a) или (- 3 /2a; 5 /2a).

    b) Заметим, что неравенство может иметь лишь положительные решения. Для x > 0 неравенство переписывается |x + a| |x + a| Ы |x + a| Ы (x + a + ax)(x + aax) Ы

    Ы [(a + 1)x + a][(1 — a)x + a] Ы
    Уравнение ax b cx d 0Уравнение ax b cx d 0(a + 1)x + a > 0,
    (1 — a)x + a Ы
    Уравнение ax b cx d 0Уравнение ax b cx d 0(a + 1)x > —a,
    (1 — a)xa.

    Если a > 1, тогда a — 1 > 0 и a + 1 > 0, и первая система совокупности примет вид

    Уравнение ax b cx d 0откуда (учитывая, что x > 0) получим Уравнение ax b cx d 0а вторая система совокупности примет вид Уравнение ax b cx d 0и, так как a > 1 влечет Уравнение ax b cx d 0а x > 0, система не имеет решений.

    Если a = 1, то первая система совокупности не имеет решений, а из второй получим x 1 /2, и, так как x > 0, то и в этом случае исходное неравенство не имеет решений.

    Если -1 0 и 1 — a > 0, и первая система совокупности примет вид Уравнение ax b cx d 0или Уравнение ax b cx d 0откуда, заметив, что Уравнение ax b cx d 0получим, что первая система совокупности несовместна. Из второй системы получим Уравнение ax b cx d 0и, учитывая, что x > 0, получим Уравнение ax b cx d 0откуда a О [0;1), то неравенство не имеет решений, а если a О (-1;0), то множество решений неравенства есть Уравнение ax b cx d 0

    Если a = -1, то первая система совокупности несовместна, а из второй получим x > 1 /2.

    Если a 0, и из первой системы следует Уравнение ax b cx d 0Так как a 0, то в этом случае исходное неравенство не имеет решений. Вторая система совокупности примет вид Уравнение ax b cx d 0и, поскольку x > 0, получим Уравнение ax b cx d 0

    если a О (- Ґ ;-1) И (1;+ Ґ ), то Уравнение ax b cx d 0

    если a О [0;1], то неравенство не имеет решений;

    Решение кубических уравнений

    Кубическое уравнение, содержащее коэффициенты с действительным корнем, остальные два считаются комплексно-сопряженной парой. Будут рассмотрены уравнения с двучленами и возвратные, а также с поиском рациональных корней. Вся информация будет подкреплена примерами.

    Решение двучленного кубического уравнения вида A x 3 + B = 0

    Кубическое уравнение, содержащее двучлен, имеет вид A x 3 + B = 0 . Его необходимо приводить к x 3 + B A = 0 с помощью деления на А , отличного от нуля. После чего можно применять формулу сокращенного умножения суммы кубов. Получаем, что

    x 3 + B A = 0 x + B A 3 x 2 — B A 3 x + B A 2 3 = 0

    Результат первой скобки примет вид x = — B A 3 , а квадратный трехчлен — x 2 — B A 3 x + B A 2 3 , причем только с комплексными корнями.

    Найти корни кубического уравнения 2 x 3 — 3 = 0 .

    Решение

    Необходимо найти х из уравнения. Запишем:

    2 x 3 — 3 = 0 x 3 — 3 2 = 0

    Необходимо применить формулу сокращенного умножения. Тогда получим, что

    x 3 — 3 2 = 0 x — 3 3 2 6 x 2 + 3 3 2 6 x + 9 2 3 = 0

    Раскроем первую скобку и получим x = 3 3 2 6 . Вторая скобка не имеет действительных корней, потому как дискриминант меньше нуля.

    Ответ: x = 3 3 2 6 .

    Решение возвратного кубического уравнения вида A x 3 + B x 2 + B x + A = 0

    Вид квадратного уравнения — A x 3 + B x 2 + B x + A = 0 , где значения А и В являются коэффициентами. Необходимо произвести группировку. Получим, что

    A x 3 + B x 2 + B x + A = A x 3 + 1 + B x 2 + x = = A x + 1 x 2 — x + 1 + B x x + 1 = x + 1 A x 2 + x B — A + A

    Корень уравнения равен х = — 1 , тогда для получения корней квадратного трехчлена A x 2 + x B — A + A необходимо задействовать через нахождение дискриминанта.

    Решить уравнение вида 5 x 3 — 8 x 2 — 8 x + 5 = 0 .

    Решение

    Уравнение является возвратным. Необходимо произвести группировку. Получим, что

    5 x 3 — 8 x 2 — 8 x + 5 = 5 x 3 + 1 — 8 x 2 + x = = 5 x + 1 x 2 — x + 1 — 8 x x + 1 = x + 1 5 x 2 — 5 x + 5 — 8 x = = x + 1 5 x 2 — 13 x + 5 = 0

    Если х = — 1 является корнем уравнения, тогда необходимо найти корни заданного трехчлена 5 x 2 — 13 x + 5 :

    5 x 2 — 13 x + 5 = 0 D = ( — 13 ) 2 — 4 · 5 · 5 = 69 x 1 = 13 + 69 2 · 5 = 13 10 + 69 10 x 2 = 13 — 69 2 · 5 = 13 10 — 69 10

    Ответ:

    x 1 = 13 10 + 69 10 x 2 = 13 10 — 69 10 x 3 = — 1

    Решение кубических уравнений с рациональными корнями

    Если х = 0 , то он является корнем уравнения вида A x 3 + B x 2 + C x + D = 0 . При свободном члене D = 0 уравнение принимает вид A x 3 + B x 2 + C x = 0 . При вынесении х за скобки получим, что уравнение изменится. При решении через дискриминант или Виета оно примет вид x A x 2 + B x + C = 0 .

    Найти корни заданного уравнения 3 x 3 + 4 x 2 + 2 x = 0 .

    Решение

    3 x 3 + 4 x 2 + 2 x = 0 x 3 x 2 + 4 x + 2 = 0

    Х = 0 – это корень уравнения. Следует найти корни квадратного трехчлена вида 3 x 2 + 4 x + 2 . Для этого необходимо приравнять к нулю и продолжить решение при помощи дискриминанта. Получим, что

    D = 4 2 — 4 · 3 · 2 = — 8 . Так как его значение отрицательное, то корней трехчлена нет.

    Ответ: х = 0 .

    Когда коэффициенты уравнения A x 3 + B x 2 + C x + D = 0 целые, то в ответе можно получить иррациональные корни. Если A ≠ 1 , тогда при умножении на A 2 обеих частей уравнения проводится замена переменных, то есть у = А х :

    A x 3 + B x 2 + C x + D = 0 A 3 · x 3 + B · A 2 · x 2 + C · A · A · x + D · A 2 = 0 y = A · x ⇒ y 3 + B · y 2 + C · A · y + D · A 2

    Приходим к виду кубического уравнения. Корни могут быть целыми или рациональными. Чтобы получить тождественное равенство, необходимо произвести подстановку делителей в полученное уравнение. Тогда полученный y 1 будет являться корнем. Значит и корнем исходного уравнения вида x 1 = y 1 A . Необходимо произвести деление многочлена A x 3 + B x 2 + C x + D на x — x 1 . Тогда сможем найти корни квадратного трехчлена.

    Найти корни заданного уравнения 2 x 3 — 11 x 2 + 12 x + 9 = 0 .

    Решение

    Необходимо произвести преобразование с помощью умножения на 2 2 обеих частей, причем с заменой переменной типа у = 2 х . Получаем, что

    2 x 3 — 11 x 2 + 12 x + 9 = 0 2 3 x 3 — 11 · 2 2 x 2 + 24 · 2 x + 36 = 0 y = 2 x ⇒ y 3 — 11 y 2 + 24 y + 36 = 0

    Свободный член равняется 36 , тогда необходимо зафиксировать все его делители:

    ± 1 , ± 2 , ± 3 , ± 4 , ± 6 , ± 9 , ± 12 , ± 36

    Необходимо произвести подстановку y 3 — 11 y 2 + 24 y + 36 = 0 , чтобы получить тождество вида

    1 3 — 11 · 1 2 + 24 · 1 + 36 = 50 ≠ 0 ( — 1 ) 3 — 11 · ( — 1 ) 2 + 24 · ( — 1 ) + 36 = 0

    Отсюда видим, что у = — 1 – это корень. Значит, x = y 2 = — 1 2 .

    Далее следует деление 2 x 3 — 11 x 2 + 12 x + 9 на x + 1 2 при помощи схемы Горнера:

    x iКоэффициенты многочлена
    2— 11129
    — 0 . 52— 11 + 2 · ( — 0 . 5 ) = — 1212 — 12 · ( — 0 . 5 ) = 189 + 18 · ( — 0 . 5 ) = 0

    2 x 3 — 11 x 2 + 12 x + 9 = x + 1 2 2 x 2 — 12 x + 18 = = 2 x + 1 2 x 2 — 6 x + 9

    После чего необходимо найти корни квадратного уравнения вида x 2 — 6 x + 9 . Имеем, что уравнение следует привести к виду x 2 — 6 x + 9 = x — 3 2 , где х = 3 будет его корнем.

    Ответ: x 1 = — 1 2 , x 2 , 3 = 3 .

    Алгоритм можно применять для возвратных уравнений. Видно, что — 1 – это его корень, значит, левая часть может быть поделена на х + 1 . Только тогда можно будет найти корни квадратного трехчлена. При отсутствии рациональных корней применяются другие способы решения для разложения многочлена на множители.

    Решение кубических уравнений по формуле Кардано

    Нахождение кубических корней возможно при помощи формулы Кардано. При A 0 x 3 + A 1 x 2 + A 2 x + A 3 = 0 необходимо найти B 1 = A 1 A 0 , B 2 = A 2 A 0 , B 3 = A 3 A 0 .

    После чего p = — B 1 2 3 + B 2 и q = 2 B 1 3 27 — B 1 B 2 3 + B 3 .

    Полученные p и q в формулу Кардано. Получим, что

    y = — q 2 + q 2 4 + p 3 27 3 + — q 2 — q 2 4 + p 3 27 3

    Подбор кубических корней должен удовлетворять на выходе значению — p 3 . Тогда корни исходного уравнения x = y — B 1 3 . Рассмотрим решение предыдущего примера, используя формулу Кардано.

    Найти корни заданного уравнения 2 x 3 — 11 x 2 + 12 x + 9 = 0 .

    Решение

    Видно, что A 0 = 2 , A 1 = — 11 , A 2 = 12 , A 3 = 9 .

    Необходимо найти B 1 = A 1 A 0 = — 11 2 , B 2 = A 2 A 0 = 12 2 = 6 , B 3 = A 3 A 0 = 9 2 .

    Отсюда следует, что

    p = — B 1 2 3 + B 2 = — — 11 2 2 3 + 6 = — 121 12 + 6 = — 49 12 q = 2 B 1 3 27 — B 1 B 2 3 + B 3 = 2 · — 11 2 3 27 — — 11 2 · 6 3 + 9 2 = 343 108

    Производим подстановку в формулу Кордано и получим

    y = — q 2 + q 2 4 + p 3 27 3 + — q 2 — — q 2 4 + p 3 27 3 = = — 343 216 + 343 2 4 · 108 2 — 49 3 27 · 12 3 3 + — 343 216 — 343 2 4 · 108 2 — 49 3 27 · 12 3 3 = = — 343 216 3 + — 343 216 3

    — 343 216 3 имеет три значения. Рассмотрим их ниже.

    — 343 216 3 = 7 6 cos π + 2 π · k 3 + i · sin π + 2 π · k 3 , k = 0 , 1 , 2

    Если k = 0 , тогда — 343 216 3 = 7 6 cos π 3 + i · sin π 3 = 7 6 1 2 + i · 3 2

    Если k = 1 , тогда — 343 216 3 = 7 6 cosπ + i · sinπ = — 7 6

    Если k = 2 , тогда — 343 216 3 = 7 6 cos 5 π 3 + i · sin 5 π 3 = 7 6 1 2 — i · 3 2

    Необходимо произвести разбиение по парам, тогда получим — p 3 = 49 36 .

    Тогда получим пары: 7 6 1 2 + i · 3 2 и 7 6 1 2 — i · 3 2 , — 7 6 и — 7 6 , 7 6 1 2 — i · 3 2 и 7 6 1 2 + i · 3 2 .

    Преобразуем при помощи формулы Кордано:

    y 1 = — 343 216 3 + — 343 216 3 = = 7 6 1 2 + i · 3 2 + 7 6 1 2 — i · 3 2 = 7 6 1 4 + 3 4 = 7 6 y 2 = — 343 216 3 + — 343 216 3 = — 7 6 + — 7 6 = — 14 6 y 3 = — 343 216 3 + — 343 216 3 = = 7 6 1 2 — i · 3 2 + 7 6 1 2 + i · 3 2 = 7 6 1 4 + 3 4 = 7 6

    x 1 = y 1 — B 1 3 = 7 6 + 11 6 = 3 x 2 = y 2 — B 1 3 = — 14 6 + 11 6 = — 1 2 x 3 = y 3 — B 1 3 = 7 6 + 11 6 = 3

    Ответ: x 1 = — 1 2 , x 2 , 3 = 3

    При решении кубических уравнений можно встретить сведение к решению уравнений 4 степени методом Феррари.

    Решить в целых числах уравнение ( ax — b ) / ( cx — d ) = 0.

    Входные данные
    Вводятся 4 числа: a, b, c и d

    Выходные данные
    Вывести значения корней и их количество, вывести фразу «Нет корней» при их отсутствии и вывести фразу «solution» если корней бесконечно много.

    Программа на Pascal

    Уравнение ax b cx d 0

    if (b=0) and (a0)then write(‘solution’);

    if (b0) and (a=0)then write(‘нет корней’);

    if (b0) and (a0) and (b mod a=0) then write (-b div a);

    Уравнение ax b cx d 0

    Если ответ по предмету Математика отсутствует или он оказался неправильным, то попробуй воспользоваться поиском других ответов во всей базе сайта.

    Уравнение ax b cx d 0

    Уравнение ax b cx d 0

    Каким может быть пол­ный путь каталога, в ко­то­ром ока­зал­ся Игорь, если известно, что на уро­вень вниз он спус­кал­ся боль­ше раз, чем под­ни­мал­ся вверх?

    Поделиться или сохранить к себе: