Господин Экзамен

Другие калькуляторы

z^3-(1/(-1-i))=0 уравнение

С верным решением ты станешь самым любимым в группе❤️😊

v

Численное решение:

Искать численное решение на промежутке [, ]

Решение

Вы ввели [src]
 3       1       
z  - 1*------ = 0
       -1 - I    
$$z^{3} - 1 \cdot \frac{1}{-1 - i} = 0$$
Подробное решение
Дано уравнение
$$z^{3} - 1 \cdot \frac{1}{-1 - i} = 0$$
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:
$$\sqrt[3]{\left(1 z + 0\right)^{3}} = \sqrt[3]{\frac{-1 + i}{2}}$$
или
$$z = \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt[3]{-1 + i}}{2}$$
Раскрываем скобочки в правой части уравнения
z = 2^2/3-1+i^1/3/2

Получим ответ: z = 2^(2/3)*(-1 + i)^(1/3)/2

Остальные 3 корня(ей) являются комплексными.
сделаем замену:
$$w = z$$
тогда уравнение будет таким:
$$w^{3} = \frac{-1 + i}{2}$$
Любое комплексное число можно представить так:
$$w = r e^{i p}$$
подставляем в уравнение
$$r^{3} e^{3 i p} = \frac{-1 + i}{2}$$
где
$$r = \frac{2^{\frac{5}{6}}}{2}$$
- модуль комплексного числа
Подставляем r:
$$e^{3 i p} = \frac{\sqrt{2} \left(-1 + i\right)}{2}$$
Используя формулу Эйлера, найдём корни для p
$$i \sin{\left(3 p \right)} + \cos{\left(3 p \right)} = \frac{\sqrt{2} \left(-1 + i\right)}{2}$$
значит
$$\cos{\left(3 p \right)} = - \frac{\sqrt{2}}{2}$$
и
$$\sin{\left(3 p \right)} = \frac{\sqrt{2}}{2}$$
тогда
$$p = \frac{2 \pi N}{3} - \frac{\pi}{12}$$
где N=0,1,2,3,...
Перебирая значения N и подставив p в формулу для w
Значит, решением будет для w:
$$w_{1} = \frac{\sqrt[3]{2}}{2} + \frac{\sqrt[3]{2} i}{2}$$
$$w_{2} = - \frac{\sqrt[3]{2}}{4} + \frac{\sqrt[3]{2} \sqrt{3}}{4} - \frac{\sqrt[3]{2} \sqrt{3} i}{4} - \frac{\sqrt[3]{2} i}{4}$$
$$w_{3} = - \frac{\sqrt[3]{2} \sqrt{3}}{4} - \frac{\sqrt[3]{2}}{4} - \frac{\sqrt[3]{2} i}{4} + \frac{\sqrt[3]{2} \sqrt{3} i}{4}$$
делаем обратную замену
$$w = z$$
$$z = w$$

Тогда, окончательный ответ:
$$z_{1} = \frac{\sqrt[3]{2}}{2} + \frac{\sqrt[3]{2} i}{2}$$
$$z_{2} = - \frac{\sqrt[3]{2}}{4} + \frac{\sqrt[3]{2} \sqrt{3}}{4} - \frac{\sqrt[3]{2} \sqrt{3} i}{4} - \frac{\sqrt[3]{2} i}{4}$$
$$z_{3} = - \frac{\sqrt[3]{2} \sqrt{3}}{4} - \frac{\sqrt[3]{2}}{4} - \frac{\sqrt[3]{2} i}{4} + \frac{\sqrt[3]{2} \sqrt{3} i}{4}$$
Теорема Виета
это приведённое кубическое уравнение
$$p z^{2} + z^{3} + q z + v = 0$$
где
$$p = \frac{b}{a}$$
$$p = 0$$
$$q = \frac{c}{a}$$
$$q = 0$$
$$v = \frac{d}{a}$$
$$v = \left(-1\right) 1 \cdot \frac{1}{-1 - i}$$
Формулы Виета
$$z_{1} + z_{2} + z_{3} = - p$$
$$z_{1} z_{2} + z_{1} z_{3} + z_{2} z_{3} = q$$
$$z_{1} z_{2} z_{3} = v$$
$$z_{1} + z_{2} + z_{3} = 0$$
$$z_{1} z_{2} + z_{1} z_{3} + z_{2} z_{3} = 0$$
$$z_{1} z_{2} z_{3} = \left(-1\right) 1 \cdot \frac{1}{-1 - i}$$
График
Сумма и произведение корней [src]
сумма
3 ___     3 ___   3 ___ /       ___\     3 ___ /       ___\   3 ___ /       ___\     3 ___ /       ___\
\/ 2    I*\/ 2    \/ 2 *\-1 + \/ 3 /   I*\/ 2 *\-1 - \/ 3 /   \/ 2 *\-1 - \/ 3 /   I*\/ 2 *\-1 + \/ 3 /
----- + ------- + ------------------ + -------------------- + ------------------ + --------------------
  2        2              4                     4                     4                     4          
$$\left(\frac{\sqrt[3]{2}}{2} + \frac{\sqrt[3]{2} i}{2}\right) + \left(\frac{\sqrt[3]{2} \left(-1 + \sqrt{3}\right)}{4} + \frac{\sqrt[3]{2} i \left(- \sqrt{3} - 1\right)}{4}\right) + \left(\frac{\sqrt[3]{2} \left(- \sqrt{3} - 1\right)}{4} + \frac{\sqrt[3]{2} i \left(-1 + \sqrt{3}\right)}{4}\right)$$
=
3 ___     3 ___   3 ___ /       ___\   3 ___ /       ___\     3 ___ /       ___\     3 ___ /       ___\
\/ 2    I*\/ 2    \/ 2 *\-1 + \/ 3 /   \/ 2 *\-1 - \/ 3 /   I*\/ 2 *\-1 + \/ 3 /   I*\/ 2 *\-1 - \/ 3 /
----- + ------- + ------------------ + ------------------ + -------------------- + --------------------
  2        2              4                    4                     4                      4          
$$\frac{\sqrt[3]{2} \left(- \sqrt{3} - 1\right)}{4} + \frac{\sqrt[3]{2} \left(-1 + \sqrt{3}\right)}{4} + \frac{\sqrt[3]{2}}{2} + \frac{\sqrt[3]{2} i \left(- \sqrt{3} - 1\right)}{4} + \frac{\sqrt[3]{2} i \left(-1 + \sqrt{3}\right)}{4} + \frac{\sqrt[3]{2} i}{2}$$
произведение
3 ___     3 ___   3 ___ /       ___\     3 ___ /       ___\   3 ___ /       ___\     3 ___ /       ___\
\/ 2    I*\/ 2    \/ 2 *\-1 + \/ 3 /   I*\/ 2 *\-1 - \/ 3 /   \/ 2 *\-1 - \/ 3 /   I*\/ 2 *\-1 + \/ 3 /
----- + ------- * ------------------ + -------------------- * ------------------ + --------------------
  2        2              4                     4                     4                     4          
$$\left(\frac{\sqrt[3]{2}}{2} + \frac{\sqrt[3]{2} i}{2}\right) * \left(\frac{\sqrt[3]{2} \left(-1 + \sqrt{3}\right)}{4} + \frac{\sqrt[3]{2} i \left(- \sqrt{3} - 1\right)}{4}\right) * \left(\frac{\sqrt[3]{2} \left(- \sqrt{3} - 1\right)}{4} + \frac{\sqrt[3]{2} i \left(-1 + \sqrt{3}\right)}{4}\right)$$
=
  1   I
- - + -
  2   2
$$- \frac{1}{2} + \frac{i}{2}$$
Быстрый ответ [src]
      3 ___     3 ___
      \/ 2    I*\/ 2 
z_1 = ----- + -------
        2        2   
$$z_{1} = \frac{\sqrt[3]{2}}{2} + \frac{\sqrt[3]{2} i}{2}$$
      3 ___ /       ___\     3 ___ /       ___\
      \/ 2 *\-1 + \/ 3 /   I*\/ 2 *\-1 - \/ 3 /
z_2 = ------------------ + --------------------
              4                     4          
$$z_{2} = \frac{\sqrt[3]{2} \left(-1 + \sqrt{3}\right)}{4} + \frac{\sqrt[3]{2} i \left(- \sqrt{3} - 1\right)}{4}$$
      3 ___ /       ___\     3 ___ /       ___\
      \/ 2 *\-1 - \/ 3 /   I*\/ 2 *\-1 + \/ 3 /
z_3 = ------------------ + --------------------
              4                     4          
$$z_{3} = \frac{\sqrt[3]{2} \left(- \sqrt{3} - 1\right)}{4} + \frac{\sqrt[3]{2} i \left(-1 + \sqrt{3}\right)}{4}$$
Численный ответ [src]
z1 = 0.230581555512142 - 0.860542080459579*i
z2 = -0.860542080459579 + 0.230581555512142*i
z3 = 0.629960524947437 + 0.629960524947437*i
z3 = 0.629960524947437 + 0.629960524947437*i