x^10=-3 (уравнение)

Учитель очень удивится увидев твоё верное решение 😼

Неизвестное в уравнении :

Искать численное решение на промежутке:

[, ]

    Найду корень уравнения: x^10=-3

    Решение

    Вы ввели [src]
     10     
    x   = -3
    $$x^{10} = -3$$
    Подробное решение
    Дано уравнение
    $$x^{10} = -3$$
    Т.к. степень в ур-нии равна = 10 и свободный член = -3 < 0,
    зн. действительных решений у соотв. ур-ния не существует

    Остальные 10 корня(ей) являются комплексными.
    сделаем замену:
    $$z = x$$
    тогда ур-ние будет таким:
    $$z^{10} = -3$$
    Любое комплексное число можно представить так:
    $$z = r e^{i p}$$
    подставляем в уравнение
    $$r^{10} e^{10 i p} = -3$$
    где
    $$r = \sqrt[10]{3}$$
    - модуль комплексного числа
    Подставляем r:
    $$e^{10 i p} = -1$$
    Используя формулу Эйлера, найдём корни для p
    $$i \sin{\left(10 p \right)} + \cos{\left(10 p \right)} = -1$$
    значит
    $$\cos{\left(10 p \right)} = -1$$
    и
    $$\sin{\left(10 p \right)} = 0$$
    тогда
    $$p = \frac{\pi N}{5} + \frac{\pi}{10}$$
    где N=0,1,2,3,...
    Перебирая значения N и подставив p в формулу для z
    Значит, решением будет для z:
    $$z_{1} = - \sqrt[10]{3} i$$
    $$z_{2} = \sqrt[10]{3} i$$
    $$z_{3} = - \sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}} - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} i}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} i}{4}$$
    $$z_{4} = \sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}} - \frac{\sqrt[10]{3} i}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} i}{4}$$
    $$z_{5} = - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{2} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{2} - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} i}{4} - \frac{\sqrt[10]{3} i}{4}$$
    $$z_{6} = - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{2} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{2} + \frac{\sqrt[10]{3} i}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} i}{4}$$
    $$z_{7} = - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{4} - \sqrt[10]{3} i \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}} + \frac{\sqrt[10]{3} i}{4}$$
    $$z_{8} = - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} i}{4} + \sqrt[10]{3} i \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}$$
    $$z_{9} = - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{4} - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{4} - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}}{4} - \sqrt[10]{3} i \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}} - \frac{\sqrt[10]{3} i}{4}$$
    $$z_{10} = - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{4} - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}}{4} - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}}{4} - \frac{\sqrt[10]{3} i}{4} + \sqrt[10]{3} i \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}$$
    делаем обратную замену
    $$z = x$$
    $$x = z$$

    Тогда, окончательный ответ:
    $$x_{1} = - \sqrt[10]{3} i$$
    $$x_{2} = \sqrt[10]{3} i$$
    $$x_{3} = - \sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}} - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} i}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} i}{4}$$
    $$x_{4} = \sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}} - \frac{\sqrt[10]{3} i}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} i}{4}$$
    $$x_{5} = - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{2} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{2} - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} i}{4} - \frac{\sqrt[10]{3} i}{4}$$
    $$x_{6} = - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{2} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{2} + \frac{\sqrt[10]{3} i}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} i}{4}$$
    $$x_{7} = - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{4} - \sqrt[10]{3} i \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}} + \frac{\sqrt[10]{3} i}{4}$$
    $$x_{8} = - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} i}{4} + \sqrt[10]{3} i \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}$$
    $$x_{9} = - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{4} - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{4} - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}}{4} - \sqrt[10]{3} i \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}} - \frac{\sqrt[10]{3} i}{4}$$
    $$x_{10} = - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{4} - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}}{4} - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}}{4} - \frac{\sqrt[10]{3} i}{4} + \sqrt[10]{3} i \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}$$
    График
    Быстрый ответ [src]
            10___
    x1 = -I*\/ 3 
    $$x_{1} = - \sqrt[10]{3} i$$
           10___
    x2 = I*\/ 3 
    $$x_{2} = \sqrt[10]{3} i$$
                                              ___________
           /10___   10___   ___\             /       ___ 
           |\/ 3    \/ 3 *\/ 5 |   10___    /  5   \/ 5  
    x3 = I*|----- - -----------| - \/ 3 *  /   - + ----- 
           \  4          4     /         \/    8     8   
    $$x_{3} = - \sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}} + i \left(- \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3}}{4}\right)$$
                                                ___________
           /  10___   10___   ___\             /       ___ 
           |  \/ 3    \/ 3 *\/ 5 |   10___    /  5   \/ 5  
    x4 = I*|- ----- + -----------| + \/ 3 *  /   - + ----- 
           \    4          4     /         \/    8     8   
    $$x_{4} = \sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}} + i \left(- \frac{\sqrt[10]{3}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5}}{4}\right)$$
                                                ___________                    ___________
                                               /       ___                    /       ___ 
                                     10___    /  5   \/ 5     10___   ___    /  5   \/ 5  
           /  10___   10___   ___\   \/ 3 *  /   - + -----    \/ 3 *\/ 5 *  /   - + ----- 
           |  \/ 3    \/ 3 *\/ 5 |         \/    8     8                  \/    8     8   
    x5 = I*|- ----- - -----------| - ---------------------- + ----------------------------
           \    4          4     /             2                           2              
    $$x_{5} = - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{2} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{2} + i \left(- \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5}}{4} - \frac{\sqrt[10]{3}}{4}\right)$$
                                              ___________                    ___________
                                             /       ___                    /       ___ 
                                   10___    /  5   \/ 5     10___   ___    /  5   \/ 5  
           /10___   10___   ___\   \/ 3 *  /   - + -----    \/ 3 *\/ 5 *  /   - + ----- 
           |\/ 3    \/ 3 *\/ 5 |         \/    8     8                  \/    8     8   
    x6 = I*|----- + -----------| + ---------------------- - ----------------------------
           \  4          4     /             2                           2              
    $$x_{6} = - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{2} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{2} + i \left(\frac{\sqrt[10]{3}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5}}{4}\right)$$
                                                                          ___________              ___________                    ___________                    ___________
                                                                         /       ___              /       ___                    /       ___                    /       ___ 
           /                   ___________      ___________\   10___    /  5   \/ 5     10___    /  5   \/ 5     10___   ___    /  5   \/ 5     10___   ___    /  5   \/ 5  
           |10___             /       ___      /       ___ |   \/ 3 *  /   - - -----    \/ 3 *  /   - + -----    \/ 3 *\/ 5 *  /   - - -----    \/ 3 *\/ 5 *  /   - + ----- 
           |\/ 3    10___    /  5   \/ 5      /  5   \/ 5  |         \/    8     8            \/    8     8                  \/    8     8                  \/    8     8   
    x7 = I*|----- - \/ 3 *  /   - - ----- *  /   - + ----- | - ---------------------- + ---------------------- + ---------------------------- + ----------------------------
           \  4           \/    8     8    \/    8     8   /             4                        4                           4                              4              
    $$x_{7} = - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{4} + i \left(- \sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}} + \frac{\sqrt[10]{3}}{4}\right)$$
                                                                          ___________              ___________                    ___________                    ___________
                                                                         /       ___              /       ___                    /       ___                    /       ___ 
           /                   ___________      ___________\   10___    /  5   \/ 5     10___    /  5   \/ 5     10___   ___    /  5   \/ 5     10___   ___    /  5   \/ 5  
           |10___             /       ___      /       ___ |   \/ 3 *  /   - - -----    \/ 3 *  /   - + -----    \/ 3 *\/ 5 *  /   - - -----    \/ 3 *\/ 5 *  /   - + ----- 
           |\/ 3    10___    /  5   \/ 5      /  5   \/ 5  |         \/    8     8            \/    8     8                  \/    8     8                  \/    8     8   
    x8 = I*|----- + \/ 3 *  /   - - ----- *  /   - + ----- | + ---------------------- + ---------------------- - ---------------------------- + ----------------------------
           \  4           \/    8     8    \/    8     8   /             4                        4                           4                              4              
    $$x_{8} = - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{4} + i \left(\frac{\sqrt[10]{3}}{4} + \sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}\right)$$
                                                                            ___________              ___________                    ___________                    ___________
                                                                           /       ___              /       ___                    /       ___                    /       ___ 
           /                     ___________      ___________\   10___    /  5   \/ 5     10___    /  5   \/ 5     10___   ___    /  5   \/ 5     10___   ___    /  5   \/ 5  
           |  10___             /       ___      /       ___ |   \/ 3 *  /   - - -----    \/ 3 *  /   - + -----    \/ 3 *\/ 5 *  /   - + -----    \/ 3 *\/ 5 *  /   - - ----- 
           |  \/ 3    10___    /  5   \/ 5      /  5   \/ 5  |         \/    8     8            \/    8     8                  \/    8     8                  \/    8     8   
    x9 = I*|- ----- - \/ 3 *  /   - - ----- *  /   - + ----- | - ---------------------- - ---------------------- - ---------------------------- + ----------------------------
           \    4           \/    8     8    \/    8     8   /             4                        4                           4                              4              
    $$x_{9} = - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{4} - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{4} - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}}{4} + i \left(- \sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}} - \frac{\sqrt[10]{3}}{4}\right)$$
                                                                             ___________              ___________                    ___________                    ___________
                                                                            /       ___              /       ___                    /       ___                    /       ___ 
            /                     ___________      ___________\   10___    /  5   \/ 5     10___    /  5   \/ 5     10___   ___    /  5   \/ 5     10___   ___    /  5   \/ 5  
            |  10___             /       ___      /       ___ |   \/ 3 *  /   - + -----    \/ 3 *  /   - - -----    \/ 3 *\/ 5 *  /   - - -----    \/ 3 *\/ 5 *  /   - + ----- 
            |  \/ 3    10___    /  5   \/ 5      /  5   \/ 5  |         \/    8     8            \/    8     8                  \/    8     8                  \/    8     8   
    x10 = I*|- ----- + \/ 3 *  /   - - ----- *  /   - + ----- | - ---------------------- + ---------------------- - ---------------------------- - ----------------------------
            \    4           \/    8     8    \/    8     8   /             4                        4                           4                              4              
    $$x_{10} = - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{4} - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{5} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}}{4} - \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}}{4} + \frac{\sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}}{4} + i \left(- \frac{\sqrt[10]{3}}{4} + \sqrt[10]{3} \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}} \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}\right)$$
    Численный ответ [src]
    x1 = 0.656040741438994 + 0.902962615609136*i
    x2 = 1.06149621765297 - 0.344901028592184*i
    x3 = -0.656040741438994 + 0.902962615609136*i
    x4 = 1.1161231740339*i
    x5 = 0.656040741438994 - 0.902962615609136*i
    x6 = -0.656040741438994 - 0.902962615609136*i
    x7 = 1.06149621765297 + 0.344901028592184*i
    x8 = -1.06149621765297 + 0.344901028592184*i
    x9 = -1.06149621765297 - 0.344901028592184*i
    x10 = -1.1161231740339*i
    График
    x^10=-3 (уравнение) /media/krcore-image-pods/hash/equation/5/94/10b8389c848250a79374299a9b262.png