Дано уравнение
$$x^{3} + 9 = 0$$
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:
$$\sqrt[3]{\left(1 x + 0\right)^{3}} = \sqrt[3]{-9}$$
или
$$x = \sqrt[3]{-1} \cdot 3^{\frac{2}{3}}$$
Раскрываем скобочки в правой части уравнения
x = -1^1/3*3^2/3
Получим ответ: x = (-1)^(1/3)*3^(2/3)
Остальные 2 корня(ей) являются комплексными.
сделаем замену:
$$z = x$$
тогда уравнение будет таким:
$$z^{3} = -9$$
Любое комплексное число можно представить так:
$$z = r e^{i p}$$
подставляем в уравнение
$$r^{3} e^{3 i p} = -9$$
где
$$r = 3^{\frac{2}{3}}$$
- 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:
$$z_{1} = - 3^{\frac{2}{3}}$$
$$z_{2} = \frac{3^{\frac{2}{3}}}{2} - \frac{3 \cdot \sqrt[6]{3} i}{2}$$
$$z_{3} = \frac{3^{\frac{2}{3}}}{2} + \frac{3 \cdot \sqrt[6]{3} i}{2}$$
делаем обратную замену
$$z = x$$
$$x = z$$
Тогда, окончательный ответ:
$$x_{1} = - 3^{\frac{2}{3}}$$
$$x_{2} = \frac{3^{\frac{2}{3}}}{2} - \frac{3 \cdot \sqrt[6]{3} i}{2}$$
$$x_{3} = \frac{3^{\frac{2}{3}}}{2} + \frac{3 \cdot \sqrt[6]{3} i}{2}$$