x^3-16=0 (уравнение)

Найду корень уравнения: x^3-16=0

Вы ввели

 3         
x  - 16 = 0

$$x^{3} - 16 = 0$$

Подробное решение

Дано уравнение
$$x^{3} - 16 = 0$$
Т.к. степень в ур-нии равна = 3 - не содержит чётного числа в числителе, то
ур-ние будет иметь один действительный корень.
Извлечём корень 3-й степени из обеих частей ур-ния:
Получим:
$$\sqrt[3]{\left(1 x + 0\right)^{3}} = \sqrt[3]{16}$$
или
$$x = 2 \cdot \sqrt[3]{2}$$
Раскрываем скобочки в правой части ур-ния

x = 2*2^1/3

Получим ответ: x = 2*2^(1/3)

Остальные 2 корня(ей) являются комплексными.
сделаем замену:
$$z = x$$
тогда ур-ние будет таким:
$$z^{3} = 16$$
Любое комплексное число можно представить так:
$$z = r e^{i p}$$
подставляем в уравнение
$$r^{3} e^{3 i p} = 16$$
где
$$r = 2 \cdot \sqrt[3]{2}$$
- модуль комплексного числа
Подставляем r:
$$e^{3 i p} = 1$$
Используя формулу Эйлера, найдём корни для p
$$i \sin{\left(3 p \right)} + \cos{\left(3 p \right)} = 1$$
значит
$$\cos{\left(3 p \right)} = 1$$
и
$$\sin{\left(3 p \right)} = 0$$
тогда
$$p = \frac{2 \pi N}{3}$$
где N=0,1,2,3,...
Перебирая значения N и подставив p в формулу для z
Значит, решением будет для z:
$$z_{1} = 2 \cdot \sqrt[3]{2}$$
$$z_{2} = - \sqrt[3]{2} - \sqrt[3]{2} \sqrt{3} i$$
$$z_{3} = - \sqrt[3]{2} + \sqrt[3]{2} \sqrt{3} i$$
делаем обратную замену
$$z = x$$
$$x = z$$

Тогда, окончательный ответ:
$$x_{1} = 2 \cdot \sqrt[3]{2}$$
$$x_{2} = - \sqrt[3]{2} - \sqrt[3]{2} \sqrt{3} i$$
$$x_{3} = - \sqrt[3]{2} + \sqrt[3]{2} \sqrt{3} i$$

Быстрый ответ

       3 ___
x1 = 2*\/ 2 

$$x_{1} = 2 \cdot \sqrt[3]{2}$$

       3 ___     3 ___   ___
x2 = - \/ 2  - I*\/ 2 *\/ 3 

$$x_{2} = - \sqrt[3]{2} - \sqrt[3]{2} \sqrt{3} i$$

       3 ___     3 ___   ___
x3 = - \/ 2  + I*\/ 2 *\/ 3 

$$x_{3} = - \sqrt[3]{2} + \sqrt[3]{2} \sqrt{3} i$$

Сумма и произведение корней

сумма

      3 ___     3 ___     3 ___   ___     3 ___     3 ___   ___
0 + 2*\/ 2  + - \/ 2  - I*\/ 2 *\/ 3  + - \/ 2  + I*\/ 2 *\/ 3 

$$\left(\left(0 + 2 \cdot \sqrt[3]{2}\right) - \left(\sqrt[3]{2} + \sqrt[3]{2} \sqrt{3} i\right)\right) - \left(\sqrt[3]{2} - \sqrt[3]{2} \sqrt{3} i\right)$$

=

0

$$0$$

произведение

    3 ___ /  3 ___     3 ___   ___\ /  3 ___     3 ___   ___\
1*2*\/ 2 *\- \/ 2  - I*\/ 2 *\/ 3 /*\- \/ 2  + I*\/ 2 *\/ 3 /

$$1 \cdot 2 \cdot \sqrt[3]{2} \left(- \sqrt[3]{2} - \sqrt[3]{2} \sqrt{3} i\right) \left(- \sqrt[3]{2} + \sqrt[3]{2} \sqrt{3} i\right)$$

=

16

$$16$$

Теорема Виета

это приведённое кубическое уравнение
$$p x^{2} + q x + v + x^{3} = 0$$
где
$$p = \frac{b}{a}$$
$$p = 0$$
$$q = \frac{c}{a}$$
$$q = 0$$
$$v = \frac{d}{a}$$
$$v = -16$$
Формулы Виета
$$x_{1} + x_{2} + x_{3} = - p$$
$$x_{1} x_{2} + x_{1} x_{3} + x_{2} x_{3} = q$$
$$x_{1} x_{2} x_{3} = v$$
$$x_{1} + x_{2} + x_{3} = 0$$
$$x_{1} x_{2} + x_{1} x_{3} + x_{2} x_{3} = 0$$
$$x_{1} x_{2} x_{3} = -16$$

Численный ответ

x1 = -1.25992104989487 - 2.18224727194344*i

x2 = -1.25992104989487 + 2.18224727194344*i

x3 = 2.51984209978975

График