x^3=-1/2 (уравнение)

Найду корень уравнения: x^3=-1/2

Вы ввели

 3       
x  = -1/2

$$x^{3} = - \frac{1}{2}$$

Подробное решение

Дано уравнение
$$x^{3} = - \frac{1}{2}$$
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:
$$\sqrt[3]{x^{3}} = \sqrt[3]{- \frac{1}{2}}$$
или
$$x = \frac{\sqrt[3]{-1} \cdot 2^{\frac{2}{3}}}{2}$$
Раскрываем скобочки в правой части ур-ния

x = -1^1/3*2^2/3/2

Получим ответ: x = (-1)^(1/3)*2^(2/3)/2

Остальные 2 корня(ей) являются комплексными.
сделаем замену:
$$z = x$$
тогда ур-ние будет таким:
$$z^{3} = - \frac{1}{2}$$
Любое комплексное число можно представить так:
$$z = r e^{i p}$$
подставляем в уравнение
$$r^{3} e^{3 i p} = - \frac{1}{2}$$
где
$$r = \frac{2^{\frac{2}{3}}}{2}$$
- 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
$$p = \frac{2 \pi N}{3} + \frac{\pi}{3}$$
где N=0,1,2,3,...
Перебирая значения N и подставив p в формулу для z
Значит, решением будет для z:
$$z_{1} = - \frac{2^{\frac{2}{3}}}{2}$$
$$z_{2} = \frac{2^{\frac{2}{3}}}{4} - \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt{3} i}{4}$$
$$z_{3} = \frac{2^{\frac{2}{3}}}{4} + \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt{3} i}{4}$$
делаем обратную замену
$$z = x$$
$$x = z$$

Тогда, окончательный ответ:
$$x_{1} = - \frac{2^{\frac{2}{3}}}{2}$$
$$x_{2} = \frac{2^{\frac{2}{3}}}{4} - \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt{3} i}{4}$$
$$x_{3} = \frac{2^{\frac{2}{3}}}{4} + \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt{3} i}{4}$$

Быстрый ответ

       2/3 
     -2    
x1 = ------
       2   

$$x_{1} = - \frac{2^{\frac{2}{3}}}{2}$$

      2/3      2/3   ___
     2      I*2   *\/ 3 
x2 = ---- - ------------
      4          4      

$$x_{2} = \frac{2^{\frac{2}{3}}}{4} - \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt{3} i}{4}$$

      2/3      2/3   ___
     2      I*2   *\/ 3 
x3 = ---- + ------------
      4          4      

$$x_{3} = \frac{2^{\frac{2}{3}}}{4} + \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt{3} i}{4}$$

Сумма и произведение корней

сумма

   2/3    2/3      2/3   ___    2/3      2/3   ___
  2      2      I*2   *\/ 3    2      I*2   *\/ 3 
- ---- + ---- - ------------ + ---- + ------------
   2      4          4          4          4      

$$\left(- \frac{2^{\frac{2}{3}}}{2} + \left(\frac{2^{\frac{2}{3}}}{4} - \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt{3} i}{4}\right)\right) + \left(\frac{2^{\frac{2}{3}}}{4} + \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt{3} i}{4}\right)$$

=

0

$$0$$

произведение

  2/3  / 2/3      2/3   ___\ / 2/3      2/3   ___\
-2     |2      I*2   *\/ 3 | |2      I*2   *\/ 3 |
------*|---- - ------------|*|---- + ------------|
  2    \ 4          4      / \ 4          4      /

$$- \frac{2^{\frac{2}{3}}}{2} \left(\frac{2^{\frac{2}{3}}}{4} - \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt{3} i}{4}\right) \left(\frac{2^{\frac{2}{3}}}{4} + \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt{3} i}{4}\right)$$

=

-1/2

$$- \frac{1}{2}$$

Теорема Виета

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

Численный ответ

x1 = 0.39685026299205 + 0.687364818499301*i

x2 = 0.39685026299205 - 0.687364818499301*i

x3 = -0.7937005259841

График