Основы мат. анализа Примеры

$2 x^{3} - 5 x^{2} - 11 x + 21 = 0$

Этап 1

Разложим $2 x^{3} - 5 x^{2} - 11 x + 21$ на множители, используя теорему о рациональных корнях.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1

Если у многочленной функции целые коэффициенты, то каждый рациональный ноль будет иметь вид $\frac{p}{q}$ , где $p$ — делитель константы, а $q$ — делитель старшего коэффициента.

$p = \pm 1, \pm 21, \pm 3, \pm 7$

$q = \pm 1, \pm 2$

Этап 1.2

Найдем все комбинации $\pm \frac{p}{q}$ . Это ― возможные корни многочлена.

$\pm 1, \pm 0.5, \pm 21, \pm 10.5, \pm 3, \pm 1.5, \pm 7, \pm 3.5$

Этап 1.3

Подставим $1.5$ и упростим выражение. В этом случае выражение равно $0$ , поэтому $1.5$ является корнем многочлена.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.3.1

Подставим $1.5$ в многочлен.

$2 \cdot {1.5}^{3} - 5 \cdot {1.5}^{2} - 11 \cdot 1.5 + 21$

Этап 1.3.2

Возведем $1.5$ в степень $3$ .

$2 \cdot 3.375 - 5 \cdot {1.5}^{2} - 11 \cdot 1.5 + 21$

Этап 1.3.3

Умножим $2$ на $3.375$ .

$6.75 - 5 \cdot {1.5}^{2} - 11 \cdot 1.5 + 21$

Этап 1.3.4

Возведем $1.5$ в степень $2$ .

$6.75 - 5 \cdot 2.25 - 11 \cdot 1.5 + 21$

Этап 1.3.5

Умножим $- 5$ на $2.25$ .

$6.75 - 11.25 - 11 \cdot 1.5 + 21$

Этап 1.3.6

Вычтем $11.25$ из $6.75$ .

$- 4.5 - 11 \cdot 1.5 + 21$

Этап 1.3.7

Умножим $- 11$ на $1.5$ .

$- 4.5 - 16.5 + 21$

Этап 1.3.8

Вычтем $16.5$ из $- 4.5$ .

$- 21 + 21$

Этап 1.3.9

Добавим $- 21$ и $21$ .

$0$

Этап 1.4

Поскольку $1.5$ — известный корень, разделим многочлен на $2 x - 3$ , чтобы найти частное многочленов. Этот многочлен можно будет использовать, чтобы найти оставшиеся корни.

$\frac{2 x^{3} - 5 x^{2} - 11 x + 21}{2 x - 3}$

Этап 1.5

Разделим $2 x^{3} - 5 x^{2} - 11 x + 21$ на $2 x - 3$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.1

Подготовим многочлены к делению. Если слагаемые представляют не все экспоненты, добавим отсутствующий член со значением $0$ .

$2 x$

$3$

$2 x^{3}$

$5 x^{2}$

$11 x$

$21$

Этап 1.5.2

Разделим член с максимальной степенью в делимом $2 x^{3}$ на член с максимальной степенью в делителе $2 x$ .

					$x^{2}$
	$2 x$	-	$3$		$2 x^{3}$	-	$5 x^{2}$	-	$11 x$	+	$21$

Этап 1.5.3

Умножим новое частное на делитель.

				$x^{2}$
$2 x$	-	$3$		$2 x^{3}$	-	$5 x^{2}$	-	$11 x$	+	$21$
			+	$2 x^{3}$	-	$3 x^{2}$

Этап 1.5.4

Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в $2 x^{3} - 3 x^{2}$ .

				$x^{2}$
$2 x$	-	$3$		$2 x^{3}$	-	$5 x^{2}$	-	$11 x$	+	$21$
			-	$2 x^{3}$	+	$3 x^{2}$

Этап 1.5.5

После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.

				$x^{2}$
$2 x$	-	$3$		$2 x^{3}$	-	$5 x^{2}$	-	$11 x$	+	$21$
			-	$2 x^{3}$	+	$3 x^{2}$
					-	$2 x^{2}$

Этап 1.5.6

Вынесем следующие члены из исходного делимого в текущее делимое.

				$x^{2}$
$2 x$	-	$3$		$2 x^{3}$	-	$5 x^{2}$	-	$11 x$	+	$21$
			-	$2 x^{3}$	+	$3 x^{2}$
					-	$2 x^{2}$	-	$11 x$

Этап 1.5.7

Разделим член с максимальной степенью в делимом $- 2 x^{2}$ на член с максимальной степенью в делителе $2 x$ .

				$x^{2}$	-	$x$
$2 x$	-	$3$		$2 x^{3}$	-	$5 x^{2}$	-	$11 x$	+	$21$
			-	$2 x^{3}$	+	$3 x^{2}$
					-	$2 x^{2}$	-	$11 x$

Этап 1.5.8

Умножим новое частное на делитель.

				$x^{2}$	-	$x$
$2 x$	-	$3$		$2 x^{3}$	-	$5 x^{2}$	-	$11 x$	+	$21$
			-	$2 x^{3}$	+	$3 x^{2}$
					-	$2 x^{2}$	-	$11 x$
					-	$2 x^{2}$	+	$3 x$

Этап 1.5.9

Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в $- 2 x^{2} + 3 x$ .

				$x^{2}$	-	$x$
$2 x$	-	$3$		$2 x^{3}$	-	$5 x^{2}$	-	$11 x$	+	$21$
			-	$2 x^{3}$	+	$3 x^{2}$
					-	$2 x^{2}$	-	$11 x$
					+	$2 x^{2}$	-	$3 x$

Этап 1.5.10

После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.

				$x^{2}$	-	$x$
$2 x$	-	$3$		$2 x^{3}$	-	$5 x^{2}$	-	$11 x$	+	$21$
			-	$2 x^{3}$	+	$3 x^{2}$
					-	$2 x^{2}$	-	$11 x$
					+	$2 x^{2}$	-	$3 x$
							-	$14 x$

Этап 1.5.11

Вынесем следующие члены из исходного делимого в текущее делимое.

				$x^{2}$	-	$x$
$2 x$	-	$3$		$2 x^{3}$	-	$5 x^{2}$	-	$11 x$	+	$21$
			-	$2 x^{3}$	+	$3 x^{2}$
					-	$2 x^{2}$	-	$11 x$
					+	$2 x^{2}$	-	$3 x$
							-	$14 x$	+	$21$

Этап 1.5.12

Разделим член с максимальной степенью в делимом $- 14 x$ на член с максимальной степенью в делителе $2 x$ .

				$x^{2}$	-	$x$	-	$7$
$2 x$	-	$3$		$2 x^{3}$	-	$5 x^{2}$	-	$11 x$	+	$21$
			-	$2 x^{3}$	+	$3 x^{2}$
					-	$2 x^{2}$	-	$11 x$
					+	$2 x^{2}$	-	$3 x$
							-	$14 x$	+	$21$

Этап 1.5.13

Умножим новое частное на делитель.

				$x^{2}$	-	$x$	-	$7$
$2 x$	-	$3$		$2 x^{3}$	-	$5 x^{2}$	-	$11 x$	+	$21$
			-	$2 x^{3}$	+	$3 x^{2}$
					-	$2 x^{2}$	-	$11 x$
					+	$2 x^{2}$	-	$3 x$
							-	$14 x$	+	$21$
							-	$14 x$	+	$21$

Этап 1.5.14

Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в $- 14 x + 21$ .

				$x^{2}$	-	$x$	-	$7$
$2 x$	-	$3$		$2 x^{3}$	-	$5 x^{2}$	-	$11 x$	+	$21$
			-	$2 x^{3}$	+	$3 x^{2}$
					-	$2 x^{2}$	-	$11 x$
					+	$2 x^{2}$	-	$3 x$
							-	$14 x$	+	$21$
							+	$14 x$	-	$21$

Этап 1.5.15

После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.

				$x^{2}$	-	$x$	-	$7$
$2 x$	-	$3$		$2 x^{3}$	-	$5 x^{2}$	-	$11 x$	+	$21$
			-	$2 x^{3}$	+	$3 x^{2}$
					-	$2 x^{2}$	-	$11 x$
					+	$2 x^{2}$	-	$3 x$
							-	$14 x$	+	$21$
							+	$14 x$	-	$21$
										$0$

Этап 1.5.16

Поскольку остаток равен $0$ , окончательным ответом является частное.

$x^{2} - x - 7$

Этап 1.6

Запишем $2 x^{3} - 5 x^{2} - 11 x + 21$ в виде набора множителей.

$(2 x - 3) (x^{2} - x - 7) = 0$

Этап 2

Если любой отдельный множитель в левой части уравнения равен $0$ , все выражение равно $0$ .

$2 x - 3 = 0$

$x^{2} - x - 7 = 0$

Этап 3

Приравняем $2 x - 3$ к $0$ , затем решим относительно $x$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.1

Приравняем $2 x - 3$ к $0$ .

$2 x - 3 = 0$

Этап 3.2

Решим $2 x - 3 = 0$ относительно $x$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.2.1

Добавим $3$ к обеим частям уравнения.

$2 x = 3$

Этап 3.2.2

Разделим каждый член $2 x = 3$ на $2$ и упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.2.2.1

Разделим каждый член $2 x = 3$ на $2$ .

$\frac{2 x}{2} = \frac{3}{2}$

Этап 3.2.2.2

Упростим левую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.2.2.2.1

Сократим общий множитель $2$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.2.2.2.1.1

Сократим общий множитель.

$\frac{2 x}{2} = \frac{3}{2}$

Этап 3.2.2.2.1.2

Разделим $x$ на $1$ .

$x = \frac{3}{2}$

Этап 4

Приравняем $x^{2} - x - 7$ к $0$ , затем решим относительно $x$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1

Приравняем $x^{2} - x - 7$ к $0$ .

$x^{2} - x - 7 = 0$

Этап 4.2

Решим $x^{2} - x - 7 = 0$ относительно $x$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.2.1

Используем формулу для нахождения корней квадратного уравнения.

$\frac{- b \pm \sqrt{b^{2} - 4 (a c)}}{2 a}$

Этап 4.2.2

Подставим значения $a = 1$ , $b = - 1$ и $c = - 7$ в формулу для корней квадратного уравнения и решим относительно $x$ .

$\frac{1 \pm \sqrt{{(- 1)}^{2} - 4 \cdot (1 \cdot - 7)}}{2 \cdot 1}$

Этап 4.2.3

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.2.3.1

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.2.3.1.1

Возведем $- 1$ в степень $2$ .

$x = \frac{1 \pm \sqrt{1 - 4 \cdot 1 \cdot - 7}}{2 \cdot 1}$

Этап 4.2.3.1.2

Умножим $- 4 \cdot 1 \cdot - 7$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.2.3.1.2.1

Умножим $- 4$ на $1$ .

$x = \frac{1 \pm \sqrt{1 - 4 \cdot - 7}}{2 \cdot 1}$

Этап 4.2.3.1.2.2

Умножим $- 4$ на $- 7$ .

$x = \frac{1 \pm \sqrt{1 + 28}}{2 \cdot 1}$

Этап 4.2.3.1.3

Добавим $1$ и $28$ .

$x = \frac{1 \pm \sqrt{29}}{2 \cdot 1}$

Этап 4.2.3.2

Умножим $2$ на $1$ .

$x = \frac{1 \pm \sqrt{29}}{2}$

Этап 4.2.4

Окончательный ответ является комбинацией обоих решений.

$x = \frac{1 + \sqrt{29}}{2}, \frac{1 - \sqrt{29}}{2}$

Этап 5

Окончательным решением являются все значения, при которых $(2 x - 3) (x^{2} - x - 7) = 0$ верно.

$x = \frac{3}{2}, \frac{1 + \sqrt{29}}{2}, \frac{1 - \sqrt{29}}{2}$

Этап 6

Результат можно представить в различном виде.

Точная форма:

$x = \frac{3}{2}, \frac{1 + \sqrt{29}}{2}, \frac{1 - \sqrt{29}}{2}$

Десятичная форма:

$x = 1.5, 3.19258240 \dots, - 2.19258240 \dots$

Форма смешанных чисел:

$x = 1 \frac{1}{2}, \frac{1 + \sqrt{29}}{2}, \frac{1 - \sqrt{29}}{2}$

Этап 7