Как решить это уравнение, подскажите . x^5+2x-1=0

оля2044 оля2044    3   10.03.2019 09:40    0

Ответы
СофияМ1 СофияМ1  24.05.2020 15:52

Курсив можно не читать.

Аналитических методов решения нет. Такие уравнения можно решить только численно.

По основной теореме алгебры у многочлена 5 степени ровно 5 корней, впрочем, среди них могут быть совпадающие (как например, в уравнении (x-1)^5=0; у этого уравнения 5 корней х=1;:. Поскольку доказательство этой теоремы  - далеко за пределами школьной программы, просто примите на веру. В данном случае у уравнения 5 степени с вещественными коэффициентами есть 1 вещественный корень и 2 ПАРЫ комплексно сопряженных кореней (то есть вещественная часть у них одинаковая, а мнимая различается знаком). 

Вот численное решение уравнения x^5 +2*x - 1 = 0; - все 5 корней.

 

0,486389035934543;

-0,945068086823133-0,854517514439046*i;

-0,945068086823133+0,854517514439046*i;

0,701873568855862-0,879697197929824*i;

0,701873568855862+0,879697197929824*i;

 

Даже если вы не знакомы с комплексными числами, вещественный корень можно проверить на обычном калькуляторе :)), а Excel даст чистый 0 - точность этого решения выше встроенной точности электронной таблицы. Если вы знакомы с комплексными числами, в Excel легко можно проверить все корни.

 

Дальше можно совсем не читать.

Eсли записать для краткости это так

x1;

x2 = a+b*i;

x3 = a-b*i;

x4 = c+d*i;

x5 = c-d*i;

Здесь обозначено 

a=-0,945068086823133;

b=-0,854517514439046;

c=0,701873568855862;

d=0,879697197929824;

 

то исходный многочлен может быть разложен следующим образом

 x^5+2*x-1 = (x-x1)*(x^2-2*a*x+a^2+b^2)*(x^2-2*c*x+c^2+d^2);

равенство 0 означает, что уравнение распадается на 3 независимых, так получаются 5 корней. При этом квадратные трехчлены не имеют вещественных корней - очевидно (это суммы двух квадратов, то есть положительные величины при любом вещественном х, если b и d не равны нулю, а они не равны 0). Можете проверить численно справедливость такого разложения, подставив значения корней  : - это не требует знания комплексных чисел. То есть надо подставить числа, перемножить все выражения в скобках, привести подобные и показать, что с высокой точностью получается исходный многочлен 5 порядка. (Это не так трудно сделать в Excel, как кажется - маленькая табличка, 5 строк и 3-5 столбцов.) Всего есть 6 коэффициентов в многочлене 5 степени, причем коэффициент при x^5 очевидно равен 1, а свободный член равен (конечно, с минусом)

x1*(a^2+b^2)*(c^2+d^2) = 0,486389035934543*1,62335387121462*1,26649366670405 = 1 опять с точностью  выше возможностей Excel (то есть таблица уверенно покажет целое число). Остается проделать полное перемножение многочленов в форме буквенной записи и так же проверить остальные коэффициенты. Они будут равны 0; 0; 0; 2; с очень высокой точностью.

 

ПОКАЗАТЬ ОТВЕТЫ