Господин Экзамен

Другие калькуляторы

x^4+32*x=0 уравнение

С верным решением ты станешь самым любимым в группе❤️😊

v

Численное решение:

Искать численное решение на промежутке [, ]

Решение

Вы ввели [src]
 4           
x  + 32*x = 0
$$x^{4} + 32 x = 0$$
Подробное решение
Дано уравнение
$$x^{4} + 32 x = 0$$
Очевидно:
x0 = 0

далее,
преобразуем
$$x^{3} = -32$$
Т.к. степень в уравнении равна = 3 - не содержит чётного числа в числителе, то
уравнение будет иметь один действительный корень.
Извлечём корень 3-й степени из обеих частей уравнения:
Получим:
$$\sqrt[3]{\left(1 x + 0\right)^{3}} = \sqrt[3]{-32}$$
или
$$x = 2 \sqrt[3]{-1} \cdot 2^{\frac{2}{3}}$$
Раскрываем скобочки в правой части уравнения
x = -2*1^1/3*2^2/3

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

Остальные 2 корня(ей) являются комплексными.
сделаем замену:
$$z = x$$
тогда уравнение будет таким:
$$z^{3} = -32$$
Любое комплексное число можно представить так:
$$z = r e^{i p}$$
подставляем в уравнение
$$r^{3} e^{3 i p} = -32$$
где
$$r = 2 \cdot 2^{\frac{2}{3}}$$
- 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:
$$z_{1} = - 2 \cdot 2^{\frac{2}{3}}$$
$$z_{2} = 2^{\frac{2}{3}} - 2^{\frac{2}{3}} \sqrt{3} i$$
$$z_{3} = 2^{\frac{2}{3}} + 2^{\frac{2}{3}} \sqrt{3} i$$
делаем обратную замену
$$z = x$$
$$x = z$$

Тогда, окончательный ответ:
x0 = 0

$$x_{1} = - 2 \cdot 2^{\frac{2}{3}}$$
$$x_{2} = 2^{\frac{2}{3}} - 2^{\frac{2}{3}} \sqrt{3} i$$
$$x_{3} = 2^{\frac{2}{3}} + 2^{\frac{2}{3}} \sqrt{3} i$$
Сумма и произведение корней [src]
сумма
        2/3    2/3      2/3   ___    2/3      2/3   ___
0 + -2*2    + 2    - I*2   *\/ 3  + 2    + I*2   *\/ 3 
$$\left(0\right) + \left(- 2 \cdot 2^{\frac{2}{3}}\right) + \left(2^{\frac{2}{3}} - 2^{\frac{2}{3}} \sqrt{3} i\right) + \left(2^{\frac{2}{3}} + 2^{\frac{2}{3}} \sqrt{3} i\right)$$
=
0
$$0$$
произведение
        2/3    2/3      2/3   ___    2/3      2/3   ___
0 * -2*2    * 2    - I*2   *\/ 3  * 2    + I*2   *\/ 3 
$$\left(0\right) * \left(- 2 \cdot 2^{\frac{2}{3}}\right) * \left(2^{\frac{2}{3}} - 2^{\frac{2}{3}} \sqrt{3} i\right) * \left(2^{\frac{2}{3}} + 2^{\frac{2}{3}} \sqrt{3} i\right)$$
=
0
$$0$$
Быстрый ответ [src]
x_1 = 0
$$x_{1} = 0$$
          2/3
x_2 = -2*2   
$$x_{2} = - 2 \cdot 2^{\frac{2}{3}}$$
       2/3      2/3   ___
x_3 = 2    - I*2   *\/ 3 
$$x_{3} = 2^{\frac{2}{3}} - 2^{\frac{2}{3}} \sqrt{3} i$$
       2/3      2/3   ___
x_4 = 2    + I*2   *\/ 3 
$$x_{4} = 2^{\frac{2}{3}} + 2^{\frac{2}{3}} \sqrt{3} i$$
Численный ответ [src]
x1 = -3.1748021039364
x2 = 0.0
x3 = 1.5874010519682 - 2.74945927399721*i
x4 = 1.5874010519682 + 2.74945927399721*i
x4 = 1.5874010519682 + 2.74945927399721*i