Уравнения высших степеней методы решения. Уравнения высших степеней по математике
Уравнения высших степеней
Замечание 1
Уравнения высших степеней — это уравнения, в которых старшая степень при переменной больше либо равна трём. На данный момент не существует какой-либо единой схемы для решения уравнений высших степеней.
Наиболее известными схемами для решения являются:
- Формула Кардано, он подходит только для уравнений 3-ьей степени;
- Метод Феррари для уравнений 4-ой степени;
- Теорема Виета для степени больше двух;
- Теорема Безу;
- Схема Горнера.
Ниже рассмотрены основные методы решения уравнений высших степеней с целыми и рациональными коэффициентами, справедливые для разных степеней.
Теорема Виета
Рассмотрим уравнение вида $ax3+bx2+cx+d=0$.
Данное уравнение обладает тремя корнями и для того чтобы его решить в общем виде, необходимо решить следующую систему:
$\begin{cases} x_1 + x_2+x_3=-\frac{b}{a} \\ x_1x_2 + x_2x_3+x_3x_1=\frac{c}{a} \\ x_1x_2x_3=-\frac{d}{a} \\ \end{cases}$
Иначе эти системы уравнений также называют формулами Виета.
Пример 1
Решите уравнение: $x3+x2-4x-4=0$.
Решение:
Составим систему уравнений:
$\begin{cases} x_1+ x_2+x_3=-\frac{1}{1} \\ x_1 \cdot x_2 + x_2 \cdot x_3 + x_1 \cdot x_3=-\frac{4}{1}=-4 \\ x_1 \cdot x_2 \cdot x_3= -\frac{4}{1}\\ \end{cases}$
Решив её, получим следующие корни:
$\begin{cases} x_1=-2 \\ x_2=2 \\ x_3=-1 \\ \end{cases}$
Ничего непонятно?
Попробуй обратиться за помощью к преподавателям
Теорема Безу
Суть этой теоремы в том, что если уравнение вида $a_0xn + a_1x{n-1}+a_2x{n-2]}+…+a_{n-1}x+a_n=0$ с ненулевым свободным членом имеет некий корень $α$, принадлежащий к множеству целых чисел, то этот корень будет делителем свободного члена.
Алгоритм при решении уравнения с использованием теоремы Безу следующий:
- Найти и выписать все делители свободного члена.
- Проверять эти делители до тех пор, пока не будет найден хотя бы один, являющийся корнем уравнения.
- Разделить всё уравнение на $(x-α)$ и записать само уравнение как произведение $(x-α)$ и результата выполненного деления.
- Решить полученное после разложения уравнение.
Пример 2
Решите: $x3+4×2+x-6=0$
Решение:
Делители члена не при переменной: $±1;±2;±3;±6$
Подставим $1$ в корень уравнения и получим, что наше равенство выполняется:
$13+4 \cdot 12+1-6=0$
Следовательно, $x_1=1$ — один из корней уравнения.Теперь необходимо выполнить деление многочлена столбиком:
Рисунок 1. Схема деления многочлена столбиком. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
После этого исходное уравнение можно записать разложив на множители:
$(x-1)(x2+5x+6)=0$
Решаем полученное квадратное уравнение и получаем ещё 2 корня: $x_{2,3}=-3;-2$.
Схема Горнера
Схема Горнера состоит в том, чтобы также сначала найти какой-либо корень уравнения вида $a_0xn + a_1x{n-1}+a_2x{n-2]}+…+a_{n-1}x+a_n=0$ через делители свободного члена.
После этого составляется специальная таблица с результатами деления на $(x-α)$, в которой каждый член зависим от предыдущего. Коэффициенты из данной таблицы используются как коэффициенты в полученном от деления частного многочлене, они вычисляются по формулам:
$b_0=a_0; b_1=αb_0+a_1; b_2=αb_1+a_2…b_{n-1}= αb_{n-2}+a_{n-1};b_n=αb_{n-1}+a_n$.
Рисунок 2. Таблица для вычисления коэффициентов по схеме Горнера. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Пример 3
Решить: $x3+4×2+x-6=0$.
Решение:
Делители свободного члена — $±1;±2;±3;±6$
Запишем таблицу со коэффициентами:
Рисунок 3. Схема Горнера: пример. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Отсюда получаем, что многочлен, полученный от деления на $(x-α)$ при $α=1$, равен $x2+5x+6$.Получается, что исходное уравнение принимает вид:
$(x-1) \cdot ( x2+5x+6)=0$.
Корни же второго многочлена будут $x_{2,3}=-2;-3$.
Метод одновременного подбора по коэффициенту при старшей степени и при свободном члене
Данный метод основан на следующем условии:
Определение 1
Несократимая дробь $\frac{p}{q}$ будет корнем уравнения, если числитель этой дроби является делителем свободного члена, а знаменатель — делителем коэффициента, стоящего при члене со старшей степенью.
Алгоритм этого метода:
- Поиск делителей свободного члена.
- Поиск делителей коэффициента, стоящего при члене со старшей степенью.
- Составление дробей и подбор решения.
Пример 4
Решите: $2×4+17×3-17×2-8x+6=0$.
Решение:
Делители свободного члена: $±1; ±2; ±3; ±6$.
Делители коэффициента при старшем члене: $1; 2$.
Следовательно, как корни нужно проверить следующие значения: $1;-1;2;-2;3;-3;6;-6;\frac{1}{2}; -\frac{1}{2}; \frac{3}{2}; -\frac{3}{2}$.
Подставив эти числа в уравнения, получим, что корнями уравнения являются $x_1=1;x_2= \frac{1}{2}$.
Это значит, что многочлен можно разделить на $2(x-1)(x-\frac{1}{2})=2×2-3x+1$. При выполнении деления получаем частное $x2+10x+6$.
Приравниваем этот многочлен к нулю и находим его корни через дискриминант, они равны $x_{3,4}=-5±\sqrt{19}$.Источник: https://spravochnick.ru/matematika/uravneniya_vysshih_stepeney/
Алгебраические уравнения высших степеней
Сохрани ссылку в одной из сетей:
Алгебраические уравнения высших степеней
Сборник-самоучитель
Составитель Волкова Н.О. Руководитель Будко Л.Ф.
МБОУ СОШ №1, х. Маяк. 2014г.
Оглавление
I Введение……………………………………3
II Нестандартные способы решения квадратныхуравнений…………………………………….4-8
III Решение уравнений высших степеней
3.1Способы разложения на множителигруппировкой…..……………………………9-11
3.2ТеоремаБезу…………………………….12-22
3.3.Метод неопределённыхкоэффициентов…………………………..…23-24
3.4.Введениеновой переменной…………..25-29
3.4 Применение формул сокращённогоумножения…………………………………..30-33
3.5Применение теоремы Виета……………… 34
IV
4.1Длясамостоятельного решения…………35-36
Заключение……………………………………..37
Литература………………………………………38
Аннотация
Каждый выпускник основной школыдолжен уметь решать алгебраическиеуравнения первой и второй степени,иначе, он не преодолеет порог в восемьбаллов на ГИА по математике.
В последнеевремя уравнения вышевторой степени являются частью выпускныхэкзаменов за курс основной и среднейшколы, они встречаются навступительных экзаменах в ВУЗы.
Такиеуравнения называются уравнениями высшихстепеней, изучение их выходит за рамкипрограммы средней школы.
Материал данного сборникапредназначен для самообразования учеников, которые любят математику ихотят знать больше.
В сборнике представлено 25 задачс решениями. Причём, решение каждогоследующего задания отличается отпредыдущего дополнительным «шагом» врешении, что заставляет , каждый раз,расширять теоретические знания по этойтеме.
Этот материал можно использовать также дляэлективных занятий по математике в9-11 классах.
II
Нестандартные способы решенияквадратных уравнений
Общийвид квадратного уравнения – ах2+bx+c=0, где a≠0,b,c–любые числа.
Прирешении квадратных уравнений можноиспользовать различные методы: разложениена множители, выделение полного квадрата, по формулам корней квадратного уравнения,по теореме Виета, графический способ, метод введения новой переменной (прирешении биквадратных уравнений иуравнений, сводящихся к квадратным).
Решитьуравнение (2х2-х-1)(2х2-х-5)-5=0.
Решение:
введёмновую переменную t=2х2-х,тогда (t-1)(t-5)-5=0,
t2-6t=0, t(t-6)=0, t=0, t=6. Вернёмся к исходной переменной.
1.2х2-х=0,х(2х-1)=0, х=0, х=. 2. 2х2-х=6, 2х2-х-6=0, D=49,х1=2, х2=-.
Ответ.х=0, х=, х=2, х=-.
Методкоэффициентов для квадратных
уравнений
№ | Зависимость между коэффициентами или вид квадратного уравнения | Формулы корней |
1. | a+b+c=0 | х1=1, х2= |
2. | b= a+c | х1= -1, х2= |
3. | ax2+(a2+1)x+a=0 | х1=-а, х2 = |
4. | ax2 – (a2+1)x+a=0 | х1= а, х2 = |
5. | ax2+(a2+1)x- a=0 | х1=-а, х2 = |
6. | ax2 – (a2+1)x – a=0 | х1= а, х2 = |
7. | ах2 +bx +c=0 → у2+by+ c∙a=0 | х1=, х2 = |
1.Если a+b+c=0,то х1=1,х2=.
Пример.
Решитьуравнение: 538х+841-1379=0.
Решение: введём новую переменную у =,получим уравнение538у2+841у -1379=0, Сумма его коэффициентов равнанулю (538+841 -1379=0), значит 1 –корень уравнения.Так как 1∙у2 =-1379 ( по теореме Виета), то второй кореньуравнения – отрицательное число. Егонаходить нет смысла, поскольку уравнение =ане имеет действительных корней приа=1,х=1.
Ответ:х=1.
2
Пример.
. Если b=a+c,то х1=-1, х2=.
Решитьуравнение: 1784х2+ 583х -1201=0.
Решение:а=1784, b=583,c=-1201,b=a+c(1784+(-1201)=583),значит, х1=-1,х2=,х2=. Ответ: х1=-1, х2=.
3
Пример.
.Если уравнение имеет видax2+(a2+1)x+a=0,то х1=-а,х2=.
Решитьуравнение 13×2+170x+13=0.
Решение:a=13,b=(132+1)= 170,c=13. Выполняется зависимость междукоэффициентами: b=a2+1,a=c.Используем формулы х1=-а,х2 =,получим
х=-13, х2=. Ответ: х =-13,х2=.
4.Вуравнении вида ax2– (a2+1)x+a=0 х1=а, х2=.
Пример.
Решитьуравнение 21×2- 442x+21=0.
Решение:a=21,b=-(212+1)= 442,c=21. Выполняется зависимость междукоэффициентами: b=-(a2+1),a=c.Используем формулы х1=а,х2 =,получимх=21, х2=.
Ответ:х =21, х2=.
5
Пример.
.В уравнении вида ax2+(a2+1)x–a=0 х1=-а,х2=.
Решитьуравнение 17×2+290x- 17=0.
Решение:a=17,b=(172+1)=290,c=-17. Выполняется зависимость междукоэффициентами: b=a2+1,a=-c.Используем формулы х1=-а,х2 =,получим
х=-17, х2=.
Ответ:х =-17, х2=.
6.Еслиуравнение имеет вид ax2– (a2+1)x– a=0,то х1=а, х2=.
Решитьуравнение 34×2-1156x- 34=0.
Решение:a=34, b=-(342+1)= 1156,c=-34. Выполняется зависимость междукоэффициентами: b=-(a2+1),a=-c.Используем формулы х1=а,х2 =,получим х1=34, х2=. Ответ: х=34, х =.
7.Приём «переброски» старшего коэффициента
Решитьуравнение 7х2 -12х+ 5=0.
Решение:«перебросим» старший коэффициент иполучим уравнение
у2-12у+35=0,по т. Виета у1=5,у2=7. Воспользуемся формулами х1=,х2 =иполучим х1=,х2= 1.
Ответ: х1=,х2= 1.
Решениеуравнений высших степеней
3.1Способы разложения на множителигруппировкой.
1.Неполныекубические уравнения.
а). d=0,с=0, b=0, ах3=0,x=0.
б).d=0,с=0, ах3+bx2=0, x2(ах+b)=0, x=0, ax+b=0,x=.
в).
d=0, ах3+bx2+cx=0, x(ах2+bx+c)=0,x=0,ах2+bx+c=0, х1,2=.
г).
d=0,b=0, ах3+cx=0, x(ах2+c)=0,x=0,ах2+c=0, x2=.Если >0,тох1,2=.Если
д). b=0, ах3+cx+d=0,
e).с=0, ах3+bx2+d=0.
Прирешении выше перечисленных видовуравнений многочлен в левой части можно разложить на множители. В уравнениях1(а-г)─ путём вынесения общего множителяза скобки. В уравнениях 1(д,е) и 2 – этогруппировка, и, в конечном итоге, вынесениеобщего множителя.
Пример1.
Решитьуравнение вида 1(д) -х3+16х-15=0.
2.х(х+1)+15=0, х2+х+15=0, D=61,х1,2=.
Ответ.х=1, х1,2=.
Решитьуравнение вида 1(е) 2х3+х2-3=0.
Решение:
Преобразуем левую часть:
3х3-х3+х2-3=0,(3х3-3)+(-х3+х2)=0,
3(х3-1)-х2(х-1)=0, 3(х-1)(х2+х+1)-х2( х-1)=0,
(х-1)(3(х2+х+1)-х2)=0,
х-1=0, 3х2+3х+3- х2=0,2х2+3х+3=0, D=-15, действительных корней нет.
Ответ.х=1.
2.Полныекубические уравнения.
ах3+bx2+cx+d=0,а≠0
Решитьуравнение -6х3-х2+5х+2=0
Решение:
Преобразуем левую часть: (-6х3-3х2)+3х2-х2+5х+2=0, -3х2(2х+1)+(2х2+х)+(4х+2)=0, -3х2(2х+1)+ х(2х+1) + 2(2х+1)=0, (2х+1)( -3х2+х+2)=0,
2х+1=0,х=-. -3х2+х+2=0, D=25, х1=1, х2= -. Ответ. х=1,х = -,х = -.
Решитьуравнение вида ах3+bх2+bх+а=0.Такие уравнения называют возвратными.Они обладают своеобразной «симметрией»: коэффициент при х3 равен свободному члену, коэффициентпри х2 равенкоэффициенту при х. Возвратные уравнения также решаются с помощью разложенияна множители.[3]
Решение:4х3-6х2-6х+4=0,4(х3+1)-
6(х2+х)=0, 4(х+1)(х2-х+1)-6х(х+1)=0,
(х+1)(4х2-4х+4-6х)=0,(х+1)( 4х2-10х+4)=0,х+1 =0, 4х2-10х+4=0,
х=-1,х=2,х=. Ответ. х=-1,х=2,х=.
3.2 Cпособразложения на множители очень эффективный,но при видимой простоте группировкиочень не просто выбрать слагаемые дляее проведения. Универсальных способовнет, так что приходится каждый разэкспериментировать.
Теорема Безу.Остаток от деления многочлена Рn(х) на двучлен х-а равен значению этого многочлена при х=а, т.е. Р(а)=R.
Следствие1. Если х=а ─корень уравнения Рn(х)=0, то R=0 и многочлен Рn(х) делится на двучлен х-а.
Следствие 2. Если многочлен Рn(х) делится на двучлен х-а, то
х=а ─ корень уравнения Рn(х)=0. [3]
Другойспособ разложения левой части уравненияах3+bx2+cx+d=0,а≠0 на множители – применить теоремуБезуи следствия из этой теоремы.
Чтобыиспользовать теорему Безу и следствия,необходимо изучить тему: «Делениемногочленов нацело» инаучиться делить многочлены «уголком».
Разделитьмногочлен на многочлен .
Делениеможно выполнять уголком.
Остатокравен 0, поэтому многочлен делится нацело на многочлен .В результате деления многочленов такжеполучился многочлен. Итак,
Пример1.
Выполнить деление многочленов:
(х3-3х-2):(х+1).
Решение:
Процесс деления продолжается до тех пор, покаостаток не будет равен нулю или степеньочередного остатка не окажется меньшестепени делителя.
Процессподбора корня облегчает теорема.
Если уравнение
а0хn+a1xn-1+a2xn-2…
+an-2x+an =0 c целыми коэффициентами а0,a1 ,a2, …,an-2,an,где а0≠0, имеет целые корни, то этот корень является делителем числа an (свободного члена). [3]
Источник: https://gigabaza.ru/doc/143947.html
Урок Алгебры
Наша кнопка
Скачать материал
«Методы решения уравнений высших степеней»
( Киселёвские чтения)
Учитель математики Афанасьева Л.А
МКОУ Верхнекарачанская СОШ
Грибановского района, Воронежской области
2015 год
Математическое образование, получаемое в общеобразовательной школе, является важнейшим компонентом общего образования и общей культуры современного человека.
Известный немецкий математик Курант писал: «На протяжении двух с лишним тысячелетий обладание некоторыми, не слишком поверхностными, знаниями в области математики входило необходимой составной частью в интеллектуальный инвентарь каждого образованного человека». И среди этих знаний не последнее место принадлежит умению решать уравнения.
Уже в древности люди осознали, как важно научиться решать алгебраические уравнения. Около 4000 лет назад вавилонские ученые владели решением квадратного уравнения и решали системы двух уравнений, из которых одно – второй степени.
С помощью уравнений решались разнообразные задачи землемерия, архитектуры и военного дела, к ним сводились многие и разнообразные вопросы практики и естествознания, так как точный язык математики позволяет просто выразить факты и соотношения, которые, будучи изложенными обычным языком, могут показаться запутанными и сложными. Уравнение одно из важнейших понятий математики. Развитие методов решения уравнений, начиная с зарождения математики как науки, долгое время было основным предметом изучения алгебры. И сегодня на уроках математики, начиная с первой ступени обучения, решению уравнений различных видов уделяется большое внимание.
Универсальной формулы для нахождения корней алгебраического уравнения n – ой степени нет. Многим, разумеется, приходила в голову заманчивая мысль найти для любой степени n формулы, которые выражали бы корни уравнения через его коэффициенты, то есть, решали бы уравнение в радикалах.
Однако «мрачное средневековье» оказалось как нельзя более мрачным и в отношении обсуждаемой задачи – в течение целых семи столетий требуемых формул никто не нашёл! Только в 16 веке итальянским математикам удалось продвинуться дальше – найти формулы для n=3 и n=4.
Одновременно вопросом об общем решении уравнений 3-й степени занимались Сципион Даль Ферро, его ученик Фиори и Тарталья.В 1545 году вышла книга итальянского математика Д Кардано «Великое искусство, или О правилах алгебры», где наряду с другими вопросами алгебры рассматриваются общие способы решения кубических уравнений, а так же метод решения уравнений 4 – й степени, открытый его учеником Л. Феррари.
Полное изложение вопросов, связанных с решением уравнений 3-й 4-й степеней, дал Ф. Виет. А в 20-х годах 19 века норвежский математик Н. Абель доказал, что корни уравнений 5-й и более высоких степеней не могут быть выражены через радикалы.
Процесс отыскания решений уравнения заключается обычно в замене уравнения равносильным. Замена уравнения равносильным основана на применении четырёх аксиом:
1. Если равные величины увеличить на одно и то же число, то результаты будут равны.
2. Если из равных величин вычесть одно и то же число, то результаты будут равны.
3. Если равные величины умножить на одно и то же число, то результаты будут равны.
4. Если равные величины разделить на одно и то же число, то результаты будут равны.
Поскольку левая часть уравнения Р(х) = 0 представляет собой многочлен n-й степени, то полезно напомнить следующие утверждения:
Утверждения о корнях многочлена и его делителях:
1. Многочлен n-й степени имеет число корней не превышающее число n, причем корни кратности m встречаются ровно m раз.
2. Многочлен нечетной степени имеет хотя бы один действительный корень.
3. Если α – корень Р(х), то Рn (х) = (х – α)·Qn – 1(x), где Qn – 1(x) – многочлен степени (n – 1).
4. Всякий целый корень многочлена с целыми коэффициентами является делителем свободного члена.
5. Приведенный многочлен с целыми коэффициентами не может иметь дробных рациональных корней.
6. Для многочлена третьей степени
Р3(х) = ах3 + bx2 + cx + d возможно одно из двух: либо он разлагается в произведение трех двучленов
Р3(x) = а (х – α)(х – β)(х – γ), либо разлагается в произведение двучлена и квадратного трехчлена Р3(x) = а(х – α)(х2 + βх + γ).
7. Любой многочлен четвертой степени раскладывается в произведение двух квадратных трехчленов.
8. Многочлен f (x) делится на многочлен g(х) без остатка, если существует многочлен q(x), что f(x) = g(x)·q(x). Для деления многочленов применяется правило «деления уголком».
9. Для делимости многочлена P(x) на двучлен (x – c) необходимо и достаточно, чтобы с было корнем P(x) (Следствие теоремы Безу).
10. Теорема Виета: Если х1, х2, …, хn – действительные корни многочлена
Р(х) = а0хn + а1хn – 1 + … + аn, то имеют место следующие равенства:
х1 + х2 + … + хn = -а1/а0,
х1 · х2 + х1 · х3 + … + хn – 1 · хn = a2/а0,
х1 · х2 · х3 + … + хn – 2 · хn – 1 · хn = -a3/а0,
х1 · х2 · х3 · хn = (-1)n an/а0.
Решение примеров
Пример 1. Найти остаток от деления Р(х) = х3 + 2/3 x2 – 1/9 на (х – 1/3).
Решение. По следствию из теоремы Безу: «Остаток от деления многочлена на двучлен (х – с) равен значению многочлена от с». Найдем Р(1/3) = 0. Следовательно, остаток равен 0 и число 1/3 – корень многочлена.
Ответ: R = 0.
Пример 2. Разделить «уголком» 2х3 + 3×2 – 2х + 3 на (х + 2). Найти остаток и неполное частное.
Решение:
2х3 + 3×2 – 2х + 3| х + 2
2х3 + 4×2 2×2 – x
-x2 – 2x
-x2 – 2x
3
Ответ: R = 3; частное: 2х2 – х.
Основные методы решения уравнений высших степеней
1. Введение новой переменной
Метод введения новой переменной заключается в том, что для решения уравнения f(x) = 0 вводят новую переменную (подстановку) t = xn или t = g(х) и выражают f(x) через t, получая новое уравнение r(t). Решая затем уравнение r(t), находят корни: (t1, t2, …, tn). После этого получают совокупность n уравнений q(x) = t1, q(x) = t2, … , q(x) = tn, из которых находят корни исходного уравнения.Пример ; (х2 + х + 1)2 – 3х2 – 3x – 1 = 0.
Решение: (х2 + х + 1)2 – 3х2 – 3x – 1 = 0.
(х2 + х + 1)2 – 3(х2 + x + 1) + 3 – 1 = 0.
Замена (х2 + х + 1) = t.
t2 – 3t + 2 = 0.
t1 = 2, t2 = 1. Обратная замена:
х2 + х + 1 = 2 или х2 + х + 1 = 1;
х2 + х – 1 = 0 или х2 + х = 0;
Из первого уравнения: х1, 2 = (-1 ± √5)/2, из второго: 0 и -1.
Метод введения новой переменной находит применение при решении возвратных уравнений, то есть уравнений вида а0хn+ а1хn – 1 + .. + а n – 1х + аn=0, в котором коэффициенты членов уравнения, одинаково отстоящих от начала и конца, равны.
2. Разложение на множители методом группировки и формул сокращенного умножения
Основа данного метода заключается в группировке слагаемых таким образом, чтобы каждая группа содержала общий множитель. Для этого иногда приходится применять некоторые искусственные приемы.
Пример: х4 – 3×2 + 4х – 3 = 0.
Решение. Представим – 3×2 = -2×2 – x2 и сгруппируем:
(х4 – 2×2) – (x2 – 4х + 3) = 0.
(х4 – 2×2 +1 – 1) – (x2 – 4х + 3 + 1 – 1) = 0.
(х2 – 1)2 – 1 – (x – 2)2 + 1 = 0.
(х2 – 1)2 – (x – 2)2 = 0.
(х2 – 1 – х + 2)(х2 – 1 + х – 2) = 0.
(х2 – х + 1)(х2 + х – 3) = 0.
х2 – х + 1 = 0 или х2 + х – 3 = 0.
В первом уравнении нет корней, из второго: х1, 2 = (-1 ± √13)/2.
3. Разложение на множители методом неопределенных коэффициентов
Суть метода состоит в том, что исходный многочлен раскладывается на множители с неизвестными коэффициентами. Используя свойство, что многочлены равны, если равны их коэффициенты при одинаковых степенях, находят неизвестные коэффициенты разложения.
Пример: х3 + 4×2 + 5х + 2 = 0.
Решение. Многочлен 3-й степени можно разложить в произведение линейного и квадратного множителей.
х3 + 4×2 + 5х + 2 = (х – а)(x2 + bх + c),
х3 + 4×2 + 5х + 2 = х3 +bx2 + cх – ax2 – abх – ac,
х3 + 4×2 + 5х + 2 = х3 + (b – a)x2 + (c – ab)х – ac.
Решив систему: u0004u0005
получим u0004u0005
х3 + 4×2 + 5х + 2 = (х + 1)(x2 + 3х + 2).
Корни уравнения (х + 1)(x2 + 3х + 2) = 0 находятся легко.
Ответ: -1; -2.
4. Метод подбора корня по старшему и свободному коэффициенту
Метод опирается на применение теорем:
1) Всякий целый корень многочлена с целыми коэффициентами является делителем свободного члена.
2) Для того, чтобы несократимая дробь p/q (p – целое, q – натуральное) была корнем уравнения с целыми коэффициентами, необходимо, чтобы число p было целым делителем свободного члена а0, а q – натуральным делителем старшего коэффициента.
Пример: 6х3 + 7×2 – 9х + 2 = 0.
Решение:
2 : p = ±1, ±2
6 : q = 1, 2, 3, 6.
Следовательно, p/q = ±1, ±2, ±1/2, ±1/3, ±2/3, ±1/6.
Найдя один корень, например – 2, другие корни найдем, используя деление уголком, метод неопределенных коэффициентов или схему Горнера.
Ответ: -2; 1/2; 1/3.
5. Графический метод.
Данный метод состоит в построении графиков и использовании свойств функций.
Пример: х5 + х – 2 = 0
Представим уравнение в виде х5 = – х + 2. Функция у = х5 является возрастающей, а функция у = – х + 2 – убывающей. Значит, уравнение х5 + х – 2 = 0 имеет единственный корень -1.6.Умножение уравнения на функцию.
Иногда решение алгебраического уравнения существенно облегчается, если умножить обе его части на некоторую функцию – многочлен от неизвестной. При этом надо помнить, что возможно появление лишних корней – корней многочлена, на который умножили уравнение.
Поэтому надо либо умножать на многочлен, не имеющий корней, и получить равносильное уравнение, либо умножать на многочлен, имеющий корни, и тогда каждый из таких корней надо обязательно подставить в исходное уравнение и установить, является ли это число его корнем.
Пример.Решить уравнение:
X8 – X6 + X4 – X 2 + 1 = 0. (1)
Решение: Умножив обе части уравнения на многочлен Х2 + 1, не имеющий корней, получим уравнение:
(Х2 +1) (Х8 – Х 6 + Х4 – Х 2 + 1) = 0 (2)
равносильное уравнению (1). Уравнение (2) можно записать в виде:
Х10 + 1= 0 (3)
Ясно, что уравнение (3) не имеет действительных корней, поэтому уравнение (1) их не имеет.
Ответ: нет решений.
Кроме названных методов решения уравнений высших степеней существуют и другие. Например, выделение полного квадрата, схема Горнера, представление дроби в виде двух дробей. Из общих методов решения уравнений высших степеней, которые встречаются чаще всего, используют: метод разложения левой части уравнения на множители;
метод замены переменной (метод введения новой переменной); графический способ. С этими методами мы знакомим учащихся 9 класса при изучении темы «Целое уравнение и его корни». В учебнике Алгебра 9 (авторы Макарычев Ю.Н., Миндюк Н.
Г и др) последних годов издания достаточно подробно рассматриваются основные методы решения уравнений высших степеней. Кроме этого в разделе «Для тех, кто хочет знать больше», на мой взгляд, доступно излагается материал о применении теорем о корне многочлена и целых корнях целого уравнения при решении уравнений высших степеней.
Хорошо подготовленные ученики с интересом изучают этот материал, а затем представляют одноклассникам решённые уравнения.
Практически всё, что окружает нас, связано в той или иной мере с математикой. А достижения в физике, технике, информационных технологиях только подтверждают это. И что очень важно – решение многих практических задач сводится к решению различных видов уравнений, которые необходимо научиться решать.
Листать вверх Листать вниз Скачивание материала начнется через 51 сек.
Ещё документы из категории алгебра:
Источник: https://doc4web.ru/algebra/urok-algebri-metodi-resheniya-uravneniy-visshih-stepeney.html