Основы мат. анализа Примеры

$x^{4} + 7 x^{2} - 144$

Этап 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.

$p = \pm 1, \pm 2, \pm 3, \pm 4, \pm 6, \pm 8, \pm 9, \pm 12, \pm 16, \pm 18, \pm 24, \pm 36, \pm 48, \pm 72, \pm 144$

$q = \pm 1$

Этап 2

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

$\pm 1, \pm 2, \pm 3, \pm 4, \pm 6, \pm 8, \pm 9, \pm 12, \pm 16, \pm 18, \pm 24, \pm 36, \pm 48, \pm 72, \pm 144$

Этап 3

Подставим возможные корни поочередно в многочлен, чтобы найти фактические корни. Упростим и убедимся, что это значение равно $0$ , значит, это корень.

${(3)}^{4} + 7 {(3)}^{2} - 144$

Этап 4

Упростим выражение. В этом случае выражение равно $0$ , поэтому $x = 3$ является корнем многочлена.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1.1

Возведем $3$ в степень $4$ .

$81 + 7 {(3)}^{2} - 144$

Этап 4.1.2

Возведем $3$ в степень $2$ .

$81 + 7 \cdot 9 - 144$

Этап 4.1.3

Умножим $7$ на $9$ .

$81 + 63 - 144$

Этап 4.2

Упростим путем сложения и вычитания.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.2.1

Добавим $81$ и $63$ .

$144 - 144$

Этап 4.2.2

Вычтем $144$ из $144$ .

$0$

Этап 5

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

$\frac{x^{4} + 7 x^{2} - 144}{x - 3}$

Этап 6

Затем найдем корни оставшегося многочлена. Порядок многочлена был уменьшен на $1$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.1

Поместим числа, представляющие делитель и делимое, в конфигурацию для деления.

$3$	$1$	$0$	$7$	$0$	$- 144$

Этап 6.2

Первое число в делимом $(1)$ помещается в первую позицию области результата (ниже горизонтальной линии).

$3$	$1$	$0$	$7$	$0$	$- 144$

	$1$

Этап 6.3

Умножим последний элемент в области результата $(1)$ на делитель $(3)$ и запишем их произведение $(3)$ под следующим членом делимого $(0)$ .

$3$	$1$	$0$	$7$	$0$	$- 144$
		$3$
	$1$

Этап 6.4

Сложим результат умножения и делимое число и поместим результат в следующую позицию в строке результатов.

$3$	$1$	$0$	$7$	$0$	$- 144$
		$3$
	$1$	$3$

Этап 6.5

Умножим последний элемент в области результата $(3)$ на делитель $(3)$ и запишем их произведение $(9)$ под следующим членом делимого $(7)$ .

$3$	$1$	$0$	$7$	$0$	$- 144$
		$3$	$9$
	$1$	$3$

Этап 6.6

Сложим результат умножения и делимое число и поместим результат в следующую позицию в строке результатов.

$3$	$1$	$0$	$7$	$0$	$- 144$
		$3$	$9$
	$1$	$3$	$16$

Этап 6.7

Умножим последний элемент в области результата $(16)$ на делитель $(3)$ и запишем их произведение $(48)$ под следующим членом делимого $(0)$ .

$3$	$1$	$0$	$7$	$0$	$- 144$
		$3$	$9$	$48$
	$1$	$3$	$16$

Этап 6.8

Сложим результат умножения и делимое число и поместим результат в следующую позицию в строке результатов.

$3$	$1$	$0$	$7$	$0$	$- 144$
		$3$	$9$	$48$
	$1$	$3$	$16$	$48$

Этап 6.9

Умножим последний элемент в области результата $(48)$ на делитель $(3)$ и запишем их произведение $(144)$ под следующим членом делимого $(- 144)$ .

$3$	$1$	$0$	$7$	$0$	$- 144$
		$3$	$9$	$48$	$144$
	$1$	$3$	$16$	$48$

Этап 6.10

Сложим результат умножения и делимое число и поместим результат в следующую позицию в строке результатов.

$3$	$1$	$0$	$7$	$0$	$- 144$
		$3$	$9$	$48$	$144$
	$1$	$3$	$16$	$48$	$0$

Этап 6.11

Все числа, кроме последнего, становятся коэффициентами фактор-многочлена. Последнее значение в строке результатов — это остаток.

$1 x^{3} + 3 x^{2} + (16) x + 48$

Этап 6.12

Упростим частное многочленов.

$x^{3} + 3 x^{2} + 16 x + 48$

Этап 7

Вынесем наибольший общий делитель из каждой группы.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.1

Сгруппируем первые два члена и последние два члена.

$(x - 3) (x^{3} + 3 x^{2}) + 16 x + 48$

Этап 7.2

Вынесем наибольший общий делитель (НОД) из каждой группы.

$(x - 3) + x^{2} (x + 3) + 16 (x + 3)$

$(x - 3) x^{2} (x + 3) + 16 (x + 3)$

Этап 8

Разложим многочлен, вынеся наибольший общий делитель $x + 3$ .

$(x - 3) (x + 3) (x^{2} + 16)$

Этап 9

Подставим $u = x^{2}$ в уравнение. Это упростит использование формулы для корней квадратного уравнения.

$u^{2} + 7 u - 144 = 0$

$u = x^{2}$

Этап 10

Разложим $u^{2} + 7 u - 144$ на множители, используя метод группировки.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 10.1

Рассмотрим форму $x^{2} + b x + c$ . Найдем пару целых чисел, произведение которых равно $c$ , а сумма — $b$ . В данном случае произведение чисел равно $- 144$ , а сумма — $7$ .

$- 9, 16$

Этап 10.2

Запишем разложение на множители, используя данные целые числа.

$(u - 9) (u + 16) = 0$

Этап 11

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

$u - 9 = 0$

$u + 16 = 0$

Этап 12

Приравняем $u - 9$ к $0$ , затем решим относительно $u$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 12.1

Приравняем $u - 9$ к $0$ .

$u - 9 = 0$

Этап 12.2

Добавим $9$ к обеим частям уравнения.

$u = 9$

Этап 13

Приравняем $u + 16$ к $0$ , затем решим относительно $u$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 13.1

Приравняем $u + 16$ к $0$ .

$u + 16 = 0$

Этап 13.2

Вычтем $16$ из обеих частей уравнения.

$u = - 16$

Этап 14

Окончательным решением являются все значения, при которых $(u - 9) (u + 16) = 0$ верно.

$u = 9, - 16$

Этап 15

Подставим вещественное значение $u = x^{2}$ обратно в решенное уравнение.

$x^{2} = 9$

${(x^{2})}^{1} = - 16$

Этап 16

Решим первое уравнение относительно $x$ .

$x^{2} = 9$

Этап 17

Решим уравнение относительно $x$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 17.1

Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.

$x = \pm \sqrt{9}$

Этап 17.2

Упростим $\pm \sqrt{9}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 17.2.1

Перепишем $9$ в виде $3^{2}$ .

$x = \pm \sqrt{3^{2}}$

Этап 17.2.2

Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.

$x = \pm 3$

Этап 17.3

Полное решение является результатом как положительных, так и отрицательных частей решения.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 17.3.1

Сначала с помощью положительного значения $\pm$ найдем первое решение.

$x = 3$

Этап 17.3.2

Затем, используя отрицательное значение $\pm$ , найдем второе решение.

$x = - 3$

Этап 17.3.3

Полное решение является результатом как положительных, так и отрицательных частей решения.

$x = 3, - 3$

Этап 18

Решим второе уравнение относительно $x$ .

${(x^{2})}^{1} = - 16$

Этап 19

Решим уравнение относительно $x$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 19.1

Избавимся от скобок.

$x^{2} = - 16$

Этап 19.2

Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.

$x = \pm \sqrt{- 16}$

Этап 19.3

Упростим $\pm \sqrt{- 16}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 19.3.1

Перепишем $- 16$ в виде $- 1 (16)$ .

$x = \pm \sqrt{- 1 (16)}$

Этап 19.3.2

Перепишем $\sqrt{- 1 (16)}$ в виде $\sqrt{- 1} \cdot \sqrt{16}$ .

$x = \pm \sqrt{- 1} \cdot \sqrt{16}$

Этап 19.3.3

Перепишем $\sqrt{- 1}$ в виде $i$ .

$x = \pm i \cdot \sqrt{16}$

Этап 19.3.4

Перепишем $16$ в виде $4^{2}$ .

$x = \pm i \cdot \sqrt{4^{2}}$

Этап 19.3.5

Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.

$x = \pm i \cdot 4$

Этап 19.3.6

Перенесем $4$ влево от $i$ .

$x = \pm 4 i$

Этап 19.4

Полное решение является результатом как положительных, так и отрицательных частей решения.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 19.4.1

Сначала с помощью положительного значения $\pm$ найдем первое решение.

$x = 4 i$

Этап 19.4.2

Затем, используя отрицательное значение $\pm$ , найдем второе решение.

$x = - 4 i$

Этап 19.4.3

Полное решение является результатом как положительных, так и отрицательных частей решения.

$x = 4 i, - 4 i$

Этап 20

Решением $x^{4} + 7 x^{2} - 144 = 0$ является $x = 3, - 3, 4 i, - 4 i$ .

$x = 3, - 3, 4 i, - 4 i$

Этап 21