x^3<8 (неравенство)
Учитель очень удивится увидев твоё верное решение 😼
Укажите решение неравенства: x^3<8 (множество решений неравенства)
Решение
Подробное решение
Дано неравенство:
$$x^{3} < 8$$
Чтобы решить это нер-во - надо сначала решить соотвествующее ур-ние:
$$x^{3} = 8$$
Решаем:
Дано уравнение
$$x^{3} = 8$$
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:
$$\sqrt[3]{x^{3}} = \sqrt[3]{8}$$
или
$$x = 2$$
Получим ответ: x = 2
Остальные 2 корня(ей) являются комплексными.
сделаем замену:
$$z = x$$
тогда ур-ние будет таким:
$$z^{3} = 8$$
Любое комплексное число можно представить так:
$$z = r e^{i p}$$
подставляем в уравнение
$$r^{3} e^{3 i p} = 8$$
где
$$r = 2$$
- 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
$$p = \frac{2 \pi}{3} N$$
где N=0,1,2,3,...
Перебирая значения N и подставив p в формулу для z
Значит, решением будет для z:
$$z_{1} = 2$$
$$z_{2} = -1 - \sqrt{3} i$$
$$z_{3} = -1 + \sqrt{3} i$$
делаем обратную замену
$$z = x$$
$$x = z$$
$$x_{1} = 2$$
$$x_{1} = 2$$
Данные корни
$$x_{1} = 2$$
являются точками смены знака неравенства в решениях.
Сначала определимся со знаком до крайней левой точки:
$$x_{0} < x_{1}$$
Возьмём например точку
$$x_{0} = x_{1} - \frac{1}{10}$$
=
$$\frac{19}{10}$$
=
$$\frac{19}{10}$$
подставляем в выражение
$$x^{3} < 8$$
$$\left(\frac{19}{10}\right)^{3} < 8$$
6859
---- < 8
1000
значит решение неравенства будет при:
$$x < 2$$
_____
\
-------ο-------
x1
Решение неравенства на графике
$$-\infty < x \wedge x < 2$$
$$x \in \left(-\infty, 2\right)$$