gushelom.ru

Hur man löser en kubisk ekvation

Första gången du hanterar en tredje graders ekvation (eller kubik, uttryckt i formuläret yXA3 + bx2 + cx + d = 0), det kan tyckas nästan omöjligt att lösa. Metoden att lösa kubiken existerar emellertid i praktiken i århundraden! Upptäckt på 1500-talet av de italienska matematikerna Niccolò Tartaglia och Gerolamo Cardano, är det en av de första formlerna som är okända för de gamla grekerna och romarna. Att lösa kubikerna kan vara relativt svårt, men med rätt metod (och en hel del kunskaper om grunderna) kan även de svåraste kubikerna lösas.

Metod 1

Lös med den kvadratiska formeln
Bildnamn Lös en kubisk ekvation Steg 1
1
Kontrollera om kubik innehåller en konstant. Som nämnts ovan tar de kubiska ekvationerna formen yXA3 + bx2 + cx + d = 0. Koefficienterna b, c och d de kan vara 0 utan att påverka graden av ekvation (vare sig det är kubiskt eller ej), vilket i grunden betyder att en ekvation inte nödvändigtvis måste inkludera alla termer bx2, cx eller d att vara kubisk. Så, för att börja använda denna relativt enkla kubiska upplösningsmetod, verifiera att ekvationen har en konstant (det vill säga ett värde d). om det är inte närvarande, du kan använda samma metod förkvadratisk ekvation för att hitta lösningarna, efter några små beräkningar.
  • Om istället tvärtom ekvationen den innehåller en konstant, måste du använda en annan lösningsmetod. Se nedan för alternativa tillvägagångssätt.
  • Bildnamn Lös en kubisk ekvation Steg 2
    2
    Faktor ett x ur ekvationen. Eftersom ekvationen inte har en konstant, har varje term av ekvationen en variabel x. Det betyder att en x det kan sönderföras i faktorer utanför ekvationen för att förenkla det. Gör detta och skriv om ekvationen i formuläret x(yXA2 + bx + c).
  • Låt oss exempelvis säga att vår startkubiska ekvation är 3x3 + -2x2 + 14x = 0. Faktorisering av en singel x ur ekvationen kommer vi att få x(3x2 + -2x + 14) = 0.
  • Bildnamn Lös en kubisk ekvation Steg 3
    3
    Använd den kvadratiska formeln för att lösa avsnittet i parentes. Du har märkt att den del av den nya ekvationen som finns i parentes motsvarar formen av en kvadratisk ekvation (yXA2 + bx + c). Det betyder att vi kan hitta de värden för vilka denna ekvation för andra graden är lika med 0 genom att infoga a, b och c i den kvadratiska formeln ({-b +/ -√ (b2- 4ac)} / 2till). Gör detta för att hitta två av lösningarna i din kubiska ekvation.
  • I vårt exempel anger vi värdena på till, b och c (3, -2 respektive 14) i den kvadratiska ekvationen enligt följande:
    {-b +/ -√ (b2- 4ac)} / 2till
    {- (- 2) +/- √ ((-2)2- 4 (3) (14))} / 2 (3)
    {2 +/- √ (4 - (12) (14))} / 6
    {2 +/- √ (4 - (168)} / 6
    {2 +/- √ (-164)} / 6
  • Lösning 1:
    {2 + √ (-164)} / 6
    {2 + 12,8den} / 6
  • Lösning 2:
    {2 - 12,8den} / 6
  • Bildnamn Lös en kubisk ekvation Steg 4
    4
    Använd noll och lösningar på den kvadratiska ekvationen som lösningar på kubisk ekvation. Om de kvadratiska ekvationerna har två lösningar, har de av tredje (kubik) tre. Du har redan hittat två, de i avsnittet "kvadratisk" i parentes och i de fall där kubiken är lösbar med denna metod av "faktor uppdelning", den tredje lösningen kommer alltid att vara 0. Grattis, du har just löst den kubiska.
  • Anledningen till att denna metod fungerar är kopplad till det grundläggande faktumet att varje gång noll är lika med noll. När du bryter ekvationen i faktorer i formuläret x(yXA2 + bx + c) = 0, dela den väsentligen i två "halv": en halv består av variabeln x till vänster medan den andra är den kvadratiska sektionen i parentes. Om antingen hälften är noll, blir hela ekvationen densamma. Således de två lösningarna till den kvadratiska delen i parentes, vilket gör det "halv" lika med noll, de är lösningar av kubik, eftersom det är 0 själv, vilket gör det första "halv" lika med noll.
  • Metod 2

    Hitta hela lösningar med faktarlistor
    Bildnamn Lös en kubisk ekvation Steg 5
    1
    Se till att kubiken har en konstant. Medan den ovan beskrivna metoden är bekväm eftersom det inte kräver att du lär dig några nya matematiska färdigheter, hjälper det inte alltid att lösa kubik. Om ekvationen är i formen: yXA3 + bx2 + cx + d = 0, har ett värde för d annorlunda än noll och tricket av faktornedbrytningen som beskrivs ovan fungerar inte, så för att lösa det måste du använda de metoder som beskrivs nedan och längre ner.
    • Låt oss säga att vi har ekvation 2x3 + 9x2 + 13x = -6. I detta fall, för att ha 0 till höger om lika, måste vi lägga till 6 på båda sidor och den nya ekvationen blir 2x3 + 9x2 + 13x + 6 = 0, var d = 6 och därför är det inte möjligt att använda den ovan beskrivna faktoriseringsmetoden.
  • Bildnamn Lös en kubisk ekvation Steg 6
    2
    Hitta faktorerna för till och d. För att lösa kubiken börjar du hitta faktorerna för till (termins koefficient x3) e d (konstant i slutet av ekvationen). Som en snabb påminnelse är faktorerna de siffror du kan multiplicera tillsammans för att bilda ett annat nummer. Till exempel, eftersom du kan få 6 genom att multiplicera 6 &tid-1 och 2 × 3, 1, 2, 3 och 6 är faktorer av 6.
  • I vårt exempel problem, till = 2 och d = 6. Faktorerna 2 är 1 och 2, medan faktorerna 6 är 1, 2, 3 och 6.
  • Bildnamn Lös en kubisk ekvation Steg 7
    3
    Dela upp faktorerna i till för de av d. Skriv sedan en lista över de värden du får genom att dividera varje faktor av till för varje faktor av d. Vanligtvis består resultatet av flera bråkdelar och få heltal. Hela lösningarna i den kubiska ekvationen kommer att vara några av heltalen i denna lista, eller deras motsvarande negativ.
  • I vår ekvation tar vi faktorerna i till (1, 2) ovanför faktorerna för d (1, 2, 3, 6) får vi: 1, 1/2, 1/3, 1/6, 2 och 2/3. Sedan lägger vi till de negativa korrespondenterna i listan för att slutföra det: 1, -1, 1/2, -1/2, 1/3, -1/3, 1/6, -1/6, 2, -2, 2/3 och -2/3. Hela lösningarna till vår kubiska ekvation finns någonstans i denna lista.
  • Bildnamn Lös en kubisk ekvation Steg 8
    4
    Använd Ruffini-regeln eller kolla lösningarna en efter en. När du har listan över tillgängliga värden kan du snabbt hitta alla lösningar till den kubiska ekvationen, sätt in varje heltal i ekvationen manuellt och hitta vilken nollskada som helst. Men om du inte vill spendera för mycket tid gör det, är det en något snabbare metod som innebär ett förfarande som heter Ruffinis regel. I huvudsak måste du noggrant dela de heltalvärden du hittat för de ursprungliga koefficienterna för a, b, c och d i kubisk ekvation. Om du får 0 som resten, representerar värdet en av lösningarna till den kubiska ekvationen.
  • Den syntetiska divisionen är ett komplext ämne, se länken till artikeln som anges ovan för mer information. Nedan är ett exempel på hur man hittar en lösning på vår kubiska ekvation med hjälp av den syntetiska divisionen (eller Ruffini-regeln):
    -1 | 2 9 13 6
    __ | -2-7-6
    __ | 2 7 6 0
    Eftersom vi har en slutlig återstod som är lika med 0, vet vi med säkerhet att en av de hela lösningarna till kubiken är -1.
  • Metod 3

    Använd metoden för "diskriminerande"
    Bildnamn Lös en kubisk ekvation Steg 9
    1
    Skriv värdena på a, b, c och d. I denna lösningsmetod kommer vi att ha mycket att göra med koefficienterna för villkoren i vår ekvation. Av detta skäl kommer det att vara bra att notera villkoren för a, b, c och d innan du börjar, för att inte glömma vilken som motsvarar var och en.
    • Till exempel i ekvationen x3 - 3x2 + 3x - 1, kommer vi att skriva till = 1, b = -3, c = 3 e d = -1. Glöm inte det när en variabel x har ingen koefficient, antas det implicit att koefficienten är 1.
  • Bildnamn Lös en kubisk ekvation Steg 10
    2
    Beräkna Δ0 = b2 - 3ac. Diskrimineringsmetoden kräver några komplicerade beräkningar, men om du följer processen noggrant hittar du det ett värdefullt verktyg för att hitta lösningar på de svåraste kubiska ekvationerna som ska lösas med andra metoder. Till att börja med, hitta Δ0, den första av de viktiga kvantiteterna du behöver, genom att ange lämpliga värden i formeln b2 - 3ac.
  • I vårt exempel borde det lösas enligt följande:
    b2 - 3ac
    (-3)2 - 3 (1) (3)
    9 - 3 (1) (3)
    9 - 9 = 0 = A0
  • Bildnamn Lös en kubisk ekvation Steg 11
    3
    Beräkna Δ1 = 2b3 - 9ABC + 27till2d. Nästa stora kvantitet vi behöver, Δ1, kräver lite mer arbete, men är i stort sett detsamma som Δ0. Ange lämpliga värden i uttryck 2b3 - 9ABC + 27till2d för att erhålla värdet av A1.
  • I vårt exempel löses detta:
    2 (-3)3 - 9 (1) (- 3) (3) + 27 (1)2(-1)
    2 (-27) - 9 (-9) + 27 (-1)
    -54 + 81-27
    81 - 81 = 0 = A1
  • Bildnamn Lös en kubisk ekvation Steg 12
    4
    Beräkna Δ = Δ12 - 4Δ03) ÷ -27till2. Senare kommer vi att beräkna diskriminerande av kubiken med utgångspunkt från värdena på A0 och A1. En diskriminator är helt enkelt ett tal som ger oss information om rötterna till ett polynom (du kanske redan vet den kvadratiska diskriminanten oavsiktligt: b2 - 4ac). I fråga om en kubik, om diskriminanten är positiv, har ekvationen tre reella lösningar. Om det är noll har ekvationen en eller två reella lösningar, och några av dessa lösningar delas. Även om det är negativt, kommer ekvationen bara ha en lösning (en kubisk ekvation har alltid minst en riktig lösning eftersom grafen alltid kommer att passera axelns axel x åtminstone en gång).
  • I vårt exempel, eftersom både Δ0 och Δ1 = 0, kommer Δ att vara barnspel. Vi måste lösa det helt enkelt som det visas nedan:
    Δ12 - 4Δ03) ÷ -27till2
    (0)2 - 4 (0)3) ÷ -27 (1)2
    0 - 0 ÷ 27
    0 = Δ, så vår ekvation har 1 eller 2 lösningar.
  • Bildnamn Lös en kubisk ekvation Steg 13
    5
    beräknar C = 3√ (√ ((Δ12 - 4Δ03) + AI) / 2). Det sista viktiga värdet vi behöver beräkna är C. Denna storhet kommer slutligen att tillåta oss att hitta de tre rötterna. Lös normalt genom att ange Δ1 och Δ0 vid behov.
  • I vårt exempel hittar vi C på så sätt:
    3√ (√ ((Δ12 - 4Δ03) + A1) / 2)
    3√ (√ ((02 - 4 (0)3) + (0)) / 2)
    3√ (√ ((0-0) + (0)) / 2)
    0 = C
  • Bildnamn Lös en kubisk ekvation Steg 14
    6
    Hitta de tre rötterna med dina variabler. Roten (lösningar) av den kubiska ekvationen ges med formeln (b + unC + (Δ0 /unC)) / 3till, var u = (-1 + √ (-3)) / 2 e n det kan vara 1, 2 eller 3. Ange värden där det behövs för att lösa ekvationen. Det kommer kräva mycket beräkningar, men du borde hitta tre lösningar som fungerar!
  • I vårt exempel skulle vi kunna lösa testa lösningarna när n är lika med 1, 2 och 3. De lösningar som vi får från dessa tester är möjliga lösningar på vårt tredjegradsekvation: varje värde som ger 0 när den är insatt i ekvationen kommer att korrigeras. Om vi ​​till exempel hittar en lösning av 1 i en av våra test, lägger vi in ​​1 x3 - 3x2 + 3x - 1 ger som en lösning 0, 1 Det är en av lösningarna för vår kubiska ekvation.
  • Dela på sociala nätverk:

    Relaterade
    Hur man beräknar toppmötet i matematiska funktionerHur man beräknar toppmötet i matematiska funktioner
    Hur man beräknar rötterna i en andra graders ekvationHur man beräknar rötterna i en andra graders ekvation
    Hur man beräknar en kubisk handrotaHur man beräknar en kubisk handrota
    Hur man konverterar måttenheterHur man konverterar måttenheter
    Hur representerar du en kvadratisk ekvation grafisktHur representerar du en kvadratisk ekvation grafiskt
    Hur man får den kvadratiska formelnHur man får den kvadratiska formeln
    Hur man löser trigonometriska ekvationerHur man löser trigonometriska ekvationer
    Hur man löser ekvationer med absoluta värdenHur man löser ekvationer med absoluta värden
    Hur man löser ekvationssystemHur man löser ekvationssystem
    Hur man löser algebraiska ekvationerHur man löser algebraiska ekvationer
    » » Hur man löser en kubisk ekvation

    © 2011—2021 gushelom.ru