به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
+4 امتیاز
392 بازدید
در دبیرستان توسط medanaee (153 امتیاز)

معادله $x^2-2\sqrt{2}x^{\frac{3}{2}}-4x^{\frac{4}{3}}+4x+8x^{ \frac{2}{3} }=0 $

چند ریشه ی حقیقی دارد؟

یک ریشه که ۰ هست و واضحه اما یک ریشه $x=8$ هم علاوه بر ۰ موجوده که راهی برای پیدا کردنش یا حداقل اثبات وجودش پیدا نکردم.

توسط AmirHosein (19,718 امتیاز)
+4
@medanaee همین که ۲ را در برابری جایگذاری کنید و به صفر برسید اثباتی از اینکه ۲ یک ریشهٔ این برابری است می‌باشد. تعریفِ ریشه چیست؟ این است که در برابری صدق کند.

2 پاسخ

+5 امتیاز
توسط AmirHosein (19,718 امتیاز)

توجه کنید که برای یافتن تعداد ریشه‌های حقیقیِ یک برابریِ چندجمله‌ای قضیه‌ها و ابزارهای زیادی هست، برای نمونه دنبالهٔ استورم Sturm که می‌توانید در پیوند زیر در همین سایت محفل ریاضی ایرانیان نمونه‌ای از آن را ببینید.

https://math.irancircle.com/2104/#q2104

پرسش شما فقط یک گام با این حالت فاصله دارد. توجه کنید که مجهول‌تان فرجه‌های ۲ و ۳ در برخی جمله‌ها دارد پس ترفندی که می‌توانید به کار بگیرید این است که یک متغیر جدید $X$ تعریف کنید که به جای $x^\frac{1}{6}$ بنشیند، پس به برابریِ زیر می‌رسید.

$$X^{12}-2\sqrt{2}X^9-4X^8+4X^6+8X^4$$

چون $x=0$ (که هم‌ارز با $X=0$ است) برایتان مهم نیست و از شکل برابری روشن است، از $X^4$ که چندجمله‌ای بالا را می‌شمارد و تنها ریشه‌اش صفر است فاکتور می‌گیریم. پس چندجمله‌ای زیر را داریم که صفر ریشه‌اش نیست و ریشه‌هایش ریشه‌های چندجمله‌ای بالا هستند.

$$X^8-2\sqrt{2}X^5-4X^4+4X^2+8$$

همزمان به این هم توجه می‌کنید که چون $x$ توان ششم (زوجی) از مقدار $X$ می‌شود، پس باید عددی مثبت باشد، پس تنها به ریشه‌های مثبت چندجمله‌ایِ جدیدِ بالا باید اهمیت دهیم. در نتیجه از روش دنبالهٔ استورم برای بازهٔ $(0,\infty)$ استفاده می‌کنیم. برای توضیح این روش به پست اشاره شده در بالا نگاه کنید، در اینجا یک‌ضرب از نرم‌افزار میپل استفاده می‌کنیم (ولی توجه کنید که برای این محاسبه تنها مشتق گرفتن و تقسیم چندجمله‌ای تک‌متغیره و چند جایگذاری عدد نیاز دارید که با دست در چند دقیقه می‌شود انجام داد).

h := x^8 - 2*sqrt(2)*x^5 - 4*x^4 + 4*x^2 + 8:
sturm(h, x, 0, infinity);

که خروجیِ آن ۱ است. پس $x=8$ که هم‌ارز با $X=\sqrt{2}$ می‌شود، تنها ریشهٔ حقیقی و ناصفرِ برابری‌ نخست است.

0 امتیاز
توسط MHB (-1 امتیاز) 1 نشانه گذاری شده

توضیحات تصویر

به کمک تغییر متغییر و مربع کامل جور کردن میتوان نشان داد فقط 0 و 8 ریشه های حقیقی هستند. تکمیلی :

https://www.wolframalpha.com/input?i2d=true&i=Power%5Bx%2C2+%5D+-sqrt%5C%2840%298%5C%2841%29*Power%5Bx%2C1.5%5D+-4+Power%5Bx%2CDivide%5B4%2C3%5D%5D+%2B4x+%2B+8+Power%5Bx%2CDivide%5B2%2C3%5D%5D+%3D0

توسط AmirHosein (19,718 امتیاز)
+2
@MHB متن باید تایپ شود، متن ریاضی نیز یک نوشته است نه شکل. از شکل تنها برای قرار دادن تصویر، نمودار و چیزهای ترسیم‌شدنی استفاده کنید. بر روی علامت مداد زیر پست‌تان کلیک کنید و پاسخ‌تان را تایپ کنید.
این چرخ فلک که ما در او حیرانیم<br> فانوس خیال از او مثالی دانیم<br> خورشید چراغ دان و عالم فانوس<br> ما چون صوریم کاندرو حیرانیم
...