Решите уравнение x^6=-1/x (х в степени 6 равно минус 1 делить на х) - Найдите корень уравнения подробно по-шагам. [Есть ответ!]

x^6=-1/x (уравнение)

Учитель очень удивится увидев твоё верное решение 😼

Неизвестное в уравнении :

Искать численное решение на промежутке:

[, ]

    Найду корень уравнения: x^6=-1/x

    Решение

    Вы ввели [src]
     6   -1 
    x  = ---
          x 
    $$x^{6} = - \frac{1}{x}$$
    Подробное решение
    Дано уравнение
    $$x^{6} = - \frac{1}{x}$$
    преобразуем
    $$\frac{1}{x^{7}} = -1$$
    Т.к. степень в ур-нии равна = -7 - не содержит чётного числа в числителе, то
    ур-ние будет иметь один действительный корень.
    Извлечём корень -7-й степени из обеих частей ур-ния:
    Получим:
    $$\frac{1}{\sqrt[7]{\frac{1}{\left(1 x + 0\right)^{7}}}} = \frac{1}{\sqrt[7]{-1}}$$
    или
    $$x = - \left(-1\right)^{\frac{6}{7}}$$
    Раскрываем скобочки в правой части ур-ния
    x = 1^6/7

    Получим ответ: x = -(-1)^(6/7)

    Остальные 6 корня(ей) являются комплексными.
    сделаем замену:
    $$z = x$$
    тогда ур-ние будет таким:
    $$\frac{1}{z^{7}} = -1$$
    Любое комплексное число можно представить так:
    $$z = r e^{i p}$$
    подставляем в уравнение
    $$\frac{e^{- 7 i p}}{r^{7}} = -1$$
    где
    $$r = 1$$
    - модуль комплексного числа
    Подставляем r:
    $$e^{- 7 i p} = -1$$
    Используя формулу Эйлера, найдём корни для p
    $$- i \sin{\left(7 p \right)} + \cos{\left(7 p \right)} = -1$$
    значит
    $$\cos{\left(7 p \right)} = -1$$
    и
    $$- \sin{\left(7 p \right)} = 0$$
    тогда
    $$p = - \frac{2 \pi N}{7} - \frac{\pi}{7}$$
    где N=0,1,2,3,...
    Перебирая значения N и подставив p в формулу для z
    Значит, решением будет для z:
    $$z_{1} = \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} + i \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)}$$
    $$z_{2} = - \cos^{2}{\left(\frac{\pi}{7} \right)} - \sin^{2}{\left(\frac{\pi}{7} \right)}$$
    $$z_{3} = - \cos^{2}{\left(\frac{\pi}{7} \right)} + \sin^{2}{\left(\frac{\pi}{7} \right)} - 2 i \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)}$$
    $$z_{4} = - \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \sin{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} + \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} + i \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} + i \sin{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)}$$
    $$z_{5} = \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \sin{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} + \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} - i \sin{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} + i \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)}$$
    $$z_{6} = - \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \sin{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} - \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} - i \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} + i \sin{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)}$$
    $$z_{7} = - \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} + \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \sin{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} - i \sin{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} - i \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)}$$
    делаем обратную замену
    $$z = x$$
    $$x = z$$

    Тогда, окончательный ответ:
    $$x_{1} = \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} + i \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)}$$
    $$x_{2} = - \cos^{2}{\left(\frac{\pi}{7} \right)} - \sin^{2}{\left(\frac{\pi}{7} \right)}$$
    $$x_{3} = - \cos^{2}{\left(\frac{\pi}{7} \right)} + \sin^{2}{\left(\frac{\pi}{7} \right)} - 2 i \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)}$$
    $$x_{4} = - \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \sin{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} + \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} + i \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} + i \sin{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)}$$
    $$x_{5} = \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \sin{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} + \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} - i \sin{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} + i \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)}$$
    $$x_{6} = - \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \sin{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} - \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} - i \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} + i \sin{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)}$$
    $$x_{7} = - \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} + \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \sin{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} - i \sin{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} - i \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)}$$
    График
    Быстрый ответ [src]
              2/pi\      2/pi\
    x1 = - cos |--| - sin |--|
               \7 /       \7 /
    $$x_{1} = - \cos^{2}{\left(\frac{\pi}{7} \right)} - \sin^{2}{\left(\frac{\pi}{7} \right)}$$
           /   /pi\    /2*pi\      /2*pi\    /pi\\      /pi\    /2*pi\      /pi\    /2*pi\
    x2 = I*|cos|--|*sin|----| + cos|----|*sin|--|| + cos|--|*cos|----| - sin|--|*sin|----|
           \   \7 /    \ 7  /      \ 7  /    \7 //      \7 /    \ 7  /      \7 /    \ 7  /
    $$x_{2} = - \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \sin{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} + \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} + i \left(\sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} + \sin{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)}\right)$$
           /   /2*pi\    /pi\      /pi\    /2*pi\\      /pi\    /2*pi\      /pi\    /2*pi\
    x3 = I*|cos|----|*sin|--| - cos|--|*sin|----|| + cos|--|*cos|----| + sin|--|*sin|----|
           \   \ 7  /    \7 /      \7 /    \ 7  //      \7 /    \ 7  /      \7 /    \ 7  /
    $$x_{3} = \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \sin{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} + \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} + i \left(- \sin{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} + \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)}\right)$$
           /   /pi\    /3*pi\      /3*pi\    /pi\\      /pi\    /3*pi\      /pi\    /3*pi\
    x4 = I*|cos|--|*sin|----| - cos|----|*sin|--|| - cos|--|*cos|----| - sin|--|*sin|----|
           \   \7 /    \ 7  /      \ 7  /    \7 //      \7 /    \ 7  /      \7 /    \ 7  /
    $$x_{4} = - \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \sin{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} - \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} + i \left(- \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} + \sin{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)}\right)$$
           /     /pi\    /3*pi\      /3*pi\    /pi\\      /pi\    /3*pi\      /pi\    /3*pi\
    x5 = I*|- cos|--|*sin|----| - cos|----|*sin|--|| + sin|--|*sin|----| - cos|--|*cos|----|
           \     \7 /    \ 7  /      \ 7  /    \7 //      \7 /    \ 7  /      \7 /    \ 7  /
    $$x_{5} = - \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} + \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \sin{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} + i \left(- \sin{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} - \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)}\right)$$
              /pi\      /pi\
    x6 = I*sin|--| + cos|--|
              \7 /      \7 /
    $$x_{6} = \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} + i \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)}$$
            2/pi\      2/pi\          /pi\    /pi\
    x7 = sin |--| - cos |--| - 2*I*cos|--|*sin|--|
             \7 /       \7 /          \7 /    \7 /
    $$x_{7} = - \cos^{2}{\left(\frac{\pi}{7} \right)} + \sin^{2}{\left(\frac{\pi}{7} \right)} - 2 i \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)}$$
    Сумма и произведение корней [src]
    сумма
             2/pi\      2/pi\     /   /pi\    /2*pi\      /2*pi\    /pi\\      /pi\    /2*pi\      /pi\    /2*pi\     /   /2*pi\    /pi\      /pi\    /2*pi\\      /pi\    /2*pi\      /pi\    /2*pi\     /   /pi\    /3*pi\      /3*pi\    /pi\\      /pi\    /3*pi\      /pi\    /3*pi\     /     /pi\    /3*pi\      /3*pi\    /pi\\      /pi\    /3*pi\      /pi\    /3*pi\        /pi\      /pi\      2/pi\      2/pi\          /pi\    /pi\
    0 + - cos |--| - sin |--| + I*|cos|--|*sin|----| + cos|----|*sin|--|| + cos|--|*cos|----| - sin|--|*sin|----| + I*|cos|----|*sin|--| - cos|--|*sin|----|| + cos|--|*cos|----| + sin|--|*sin|----| + I*|cos|--|*sin|----| - cos|----|*sin|--|| - cos|--|*cos|----| - sin|--|*sin|----| + I*|- cos|--|*sin|----| - cos|----|*sin|--|| + sin|--|*sin|----| - cos|--|*cos|----| + I*sin|--| + cos|--| + sin |--| - cos |--| - 2*I*cos|--|*sin|--|
              \7 /       \7 /     \   \7 /    \ 7  /      \ 7  /    \7 //      \7 /    \ 7  /      \7 /    \ 7  /     \   \ 7  /    \7 /      \7 /    \ 7  //      \7 /    \ 7  /      \7 /    \ 7  /     \   \7 /    \ 7  /      \ 7  /    \7 //      \7 /    \ 7  /      \7 /    \ 7  /     \     \7 /    \ 7  /      \ 7  /    \7 //      \7 /    \ 7  /      \7 /    \ 7  /        \7 /      \7 /       \7 /       \7 /          \7 /    \7 /
    $$\left(- \cos^{2}{\left(\frac{\pi}{7} \right)} + \sin^{2}{\left(\frac{\pi}{7} \right)} - 2 i \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)}\right) - \left(- 2 \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} - \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} + \sin^{2}{\left(\frac{\pi}{7} \right)} + 2 \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} + \cos^{2}{\left(\frac{\pi}{7} \right)} - i \left(\sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} + \sin{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)}\right) - i \left(- \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} + \sin{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)}\right) - i \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} - i \left(- \sin{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} + \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)}\right) - i \left(- \sin{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} - \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)}\right)\right)$$
    =
           2/pi\     /   /pi\    /2*pi\      /2*pi\    /pi\\     /   /pi\    /3*pi\      /3*pi\    /pi\\     /   /2*pi\    /pi\      /pi\    /2*pi\\     /     /pi\    /3*pi\      /3*pi\    /pi\\        /pi\        /pi\    /3*pi\        /pi\    /2*pi\          /pi\    /pi\      /pi\
    - 2*cos |--| + I*|cos|--|*sin|----| + cos|----|*sin|--|| + I*|cos|--|*sin|----| - cos|----|*sin|--|| + I*|cos|----|*sin|--| - cos|--|*sin|----|| + I*|- cos|--|*sin|----| - cos|----|*sin|--|| + I*sin|--| - 2*cos|--|*cos|----| + 2*cos|--|*cos|----| - 2*I*cos|--|*sin|--| + cos|--|
            \7 /     \   \7 /    \ 7  /      \ 7  /    \7 //     \   \7 /    \ 7  /      \ 7  /    \7 //     \   \ 7  /    \7 /      \7 /    \ 7  //     \     \7 /    \ 7  /      \ 7  /    \7 //        \7 /        \7 /    \ 7  /        \7 /    \ 7  /          \7 /    \7 /      \7 /
    $$- 2 \cos^{2}{\left(\frac{\pi}{7} \right)} - 2 \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} + \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} + 2 \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} + i \left(- \sin{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} - \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)}\right) - 2 i \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} + i \left(- \sin{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} + \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)}\right) + i \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} + i \left(- \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} + \sin{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)}\right) + i \left(\sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} + \sin{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)}\right)$$
    произведение
      /     2/pi\      2/pi\\ /  /   /pi\    /2*pi\      /2*pi\    /pi\\      /pi\    /2*pi\      /pi\    /2*pi\\ /  /   /2*pi\    /pi\      /pi\    /2*pi\\      /pi\    /2*pi\      /pi\    /2*pi\\ /  /   /pi\    /3*pi\      /3*pi\    /pi\\      /pi\    /3*pi\      /pi\    /3*pi\\ /  /     /pi\    /3*pi\      /3*pi\    /pi\\      /pi\    /3*pi\      /pi\    /3*pi\\ /     /pi\      /pi\\ /   2/pi\      2/pi\          /pi\    /pi\\
    1*|- cos |--| - sin |--||*|I*|cos|--|*sin|----| + cos|----|*sin|--|| + cos|--|*cos|----| - sin|--|*sin|----||*|I*|cos|----|*sin|--| - cos|--|*sin|----|| + cos|--|*cos|----| + sin|--|*sin|----||*|I*|cos|--|*sin|----| - cos|----|*sin|--|| - cos|--|*cos|----| - sin|--|*sin|----||*|I*|- cos|--|*sin|----| - cos|----|*sin|--|| + sin|--|*sin|----| - cos|--|*cos|----||*|I*sin|--| + cos|--||*|sin |--| - cos |--| - 2*I*cos|--|*sin|--||
      \      \7 /       \7 // \  \   \7 /    \ 7  /      \ 7  /    \7 //      \7 /    \ 7  /      \7 /    \ 7  // \  \   \ 7  /    \7 /      \7 /    \ 7  //      \7 /    \ 7  /      \7 /    \ 7  // \  \   \7 /    \ 7  /      \ 7  /    \7 //      \7 /    \ 7  /      \7 /    \ 7  // \  \     \7 /    \ 7  /      \ 7  /    \7 //      \7 /    \ 7  /      \7 /    \ 7  // \     \7 /      \7 // \    \7 /       \7 /          \7 /    \7 //
    $$1 \left(- \cos^{2}{\left(\frac{\pi}{7} \right)} - \sin^{2}{\left(\frac{\pi}{7} \right)}\right) \left(- \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \sin{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} + \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} + i \left(\sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} + \sin{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)}\right)\right) \left(\sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \sin{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} + \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} + i \left(- \sin{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} + \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{2 \pi}{7} \right)}\right)\right) \left(- \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \sin{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} - \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} + i \left(- \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} + \sin{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)}\right)\right) \left(- \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} + \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \sin{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} + i \left(- \sin{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} - \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{3 \pi}{7} \right)}\right)\right) \left(\cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)} + i \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)}\right) \left(- \cos^{2}{\left(\frac{\pi}{7} \right)} + \sin^{2}{\left(\frac{\pi}{7} \right)} - 2 i \sin{\left(\frac{\pi}{7} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{7} \right)}\right)$$
    =
    -1
    $$-1$$
    Численный ответ [src]
    x1 = 0.900968867902419 + 0.433883739117558*i
    x2 = -1.0
    x3 = -0.623489801858733 - 0.78183148246803*i
    x4 = 0.222520933956314 + 0.974927912181824*i
    x5 = 0.900968867902419 - 0.433883739117558*i
    x6 = -0.623489801858733 + 0.78183148246803*i
    x7 = 0.222520933956314 - 0.974927912181824*i
    График
    x^6=-1/x (уравнение) /media/krcore-image-pods/hash/equation/5/aa/a7ea15a77310b36937c50aaabd37d.png