Решён
Как найти нули функции x^5 - 4?

Евгений Рябов Математика
1.3k
5

Задача по алгебре, немного застрял. Нужно найти нули функции f(x) = x^5 - 4, то есть значения x при которых функция равна нулю. Понимаю что надо приравнять к нулю и решить, но дальше не соображу как работать с пятой степенью. Числа получаются некрасивые. Это вообще решается аналитически или только численно?

Решение
50
Эксперт • 1 ответ

x^5 - 4 = 0, значит x^5 = 4, значит x = 4^(1/5) = 4^0.2.

Это единственный вещественный корень. Пятая степень - нечетная, у нечетных степеней ровно один вещественный корень.

Численно: примерно 1.3195. Аналитически запись x = 5-й корень из 4 уже и есть точный ответ, компактнее не будет.

Аватар Евгений Рябов

А, точно, нечетная степень - один вещественный корень. Спасибо, все понял!

35
Эксперт • 1 ответ

Разберем подробнее, потому что вопрос "это вообще решается аналитически" хороший.

Аналитически решаются уравнения до четвертой степени включительно - для них существуют формулы (квадратная, Кардано для кубических, Феррари для четвертых). Начиная с пятой степени теорема Абеля-Руффини доказывает: общего аналитического решения через радикалы не существует.

Но это для ОБЩЕГО случая. Твое уравнение x^5 = 4 - частный случай вида x^n = a, так называемое биномиальное уравнение. Оно решается элементарно: x = a^(1/n), то есть x = 4^(1/5).

Вещественных корней у него ровно один (нечетная степень означает нечетную функцию без горизонтальных участков). Комплексных корней всего пять, но если задача школьная или студенческая, они скорее всего вам не нужны.

Запись ответа: x = u221a[5]{4} или x = 4^(0.2) - обе формы правильные.

11
Эксперт • 4 ответа

если нужно численно посчитать:

result = 4 ** (1/5)
print(result)  # 1.3195079107728942

или через numpy для полноты:

import numpy as np
roots = np.roots([1, 0, 0, 0, 0, -4])
print(roots)

второй вариант покажет все пять корней включая комплексные

0
Участник • 1 ответ

хм, а если там x^5 - 4x = 0, то тогда уже можно вынести x за скобку и получить x(x^4 - 4) = 0, там два корня будет, ну в смысле вещественных... не уверен что правильно понял задачу

7
Эксперт • 1 ответ

На всякий: "отметить нули" в задаче скорее всего значит отметить точки на графике, а не найти численные значения. Нарисуй функцию (монотонно возрастающая кривая), отметь точку пересечения с осью Ox при x = 4^(1/5) примерно между 1 и 2, и готово.

Написать ответ

Премодерация гостей

Вы отвечаете как гость. Ваш ответ будет скрыт до проверки модератором. Чтобы ответ появился сразу и вы получали репутацию — войдите в аккаунт.

Будьте вежливы и соблюдайте правила платформы.