Как найти три кубических корня

Решение кубических уравнений

Здесь мы рассматриваем решение кубических уравнений вида
(1) .
Далее считаем, что – это действительные числа.

Если исходное уравнение имеет вид:
(2) ,
то разделив его на , получаем уравнение вида (1) с коэффициентами
.

Уравнение (1) имеет три корня: , и . Один из корней всегда действительный. Действительный корень мы обозначаем как . Корни и могут быть либо действительными, либо комплексно сопряженными. Действительные корни могут быть кратными. Например, если , то и – это двукратные корни (или корни кратности 2), а – простой корень.

Если известен один корень

Пусть нам известен один корень кубического уравнения (1). Обозначим известный корень как . Тогда разделив уравнение (1) на , получим квадратное уравнение. Решая квадратное уравнение, найдем еще два корня и .

Для доказательства воспользуемся тем, что кубический многочлен можно представить в виде:
.
Тогда, разделив (1) на , получаем квадратное уравнение.

Примеры деления многочленов представлены на странице
“Деление и умножение многочлена на многочлен уголком и столбиком”.
Решение квадратных уравнений рассмотрено на странице
“Корни квадратного уравнения”.

Если один из корней – целый

Если исходное уравнение имеет вид:
(2) ,
и его коэффициенты , , , – целые числа, то можно попытаться найти целый корень. Если это уравнение имеет целый корень, то он является делителем коэффициента . Метод поиска целых корней заключается в том, что мы находим все делители числа и проверяем, выполняется ли для них уравнение (2). Если уравнение (2) выполняется, то мы нашли его корень. Обозначим его как . Далее делим уравнение (2) на . Получаем квадратное уравнение. Решая его, находим еще два корня.

Поиск рациональных корней

Если в уравнении (2) , , , – целые числа, причем , и целых корней нет, то можно попытаться найти рациональные корни, то есть корни вида , где и – целые.

Для этого умножим уравнение (2) на и сделаем подстановку :
;
(3) .
Далее ищем целые корни уравнения (3) среди делителей свободного члена .

Если мы нашли целый корень уравнения (3), то, возвращаясь к переменной , получаем рациональный корень уравнения (2):
.

Формулы Кардано и Виета для решения кубического уравнения

Если нам не известен ни один корень, и целых корней нет, то найти корни кубического уравнения можно по формулам Кардано.

Рассмотрим кубическое уравнение:
(1) .
Сделаем подстановку:
.
После этого уравнение приводится к неполному или приведенному виду:
(4) ,
где
(5) ; .

Формула Кардано для неполного (приведенного) кубического уравнения имеет вид:
;
;
;
;
.
По формуле Кардано, мы находим три корня величины . Затем, используя формулу , находим значения величины .

После разделения кубических корней величины , формула Кардано принимает следующий вид:
(6) , ,
где
(7) ; ; ;
(8) .

При , для и нужно выбирать действительные корни, которые автоматически связаны соотношением . При этом мы получим одно действительное решение и два комплексно сопряженных и .

При имеем:
; ; .
В этом случае мы имеем два кратных действительных корня. Если , то мы имеем три кратных корня.

При мы имеем три действительных корня. При этом и – комплексные. Поэтому решение приводится к тригонометрической форме, которая имеет название формулы Виета:
(9) ;
(10) ,
где
(11) ; .

Примеры решений по формулам Кардано и Виета

Решить кубические уравнения:
;
.

Использованная литература:
И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев, Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов, «Лань», 2009.
Г. Корн, Справочник по математике для научных работников и инженеров, 2012.

Автор: Олег Одинцов . Опубликовано: 30-04-2016 Изменено: 02-10-2016

Решения кубических уравнений с вещественными коэффициентами. Универсальные методы. Дискриминант кубического уравнения. Формула Виета для кубического уравнения.

Кубическим уравнением называется уравнение вида

ax 3 + bx 2 + cx +d = 0 , (1)
где a, b,c ,d — постоянные коэффициенты, а х — переменная.

Мы рассмотрим случай, когда коэффициенты являются веществеными числами.

Корни кубического уравнения. Нахождение корней (решение) кубического уравнения.

Число х называется корнем кубического уравнения (1), если при его подстановке уравнение (1) обращается в верное равенство.

Кубическое уравнение имеет не более трех корней (над комплексным полем всегда три корня, с учетом кратности) . И всегда имеет хотя бы 1 (вещественный) корень. Все возможные случаи состава корней легко определить с помощью знака дискриминанта кубического уравнения, т.е.:

Δ= -4b 3 d + b 2 c 2 — 4ac 3 + 18abcd — 27a 2 d 2 (Да, это дискриминант кубического уравнения)

Итак, возможны только 3 следующих случая:

Δ > 0 — тогда уравнение имеет 3 различных корня. (Для продвинутых — три различных вещественных корня)
Δ 3 + py + q = 0 (2)

К такому виду можно привести любое кубическое уравнение вида (1) с помощью следующей замены:

x= y — b/3a (3)

p= — b 2 /3a 2 + c/a

q= 2b 3 /27a 3 — bc/3a 2 + d/a

Итак, приступим к вычислению корней. Найдем следующие величины:

Дискриминант уравнения (2) в этом случае равен

Дискриминант исходного уравнения (1) будет иметь тот же знак , что и вышеуказанный дискриминант. Корни уравнения (2) выражаются следующим образом:

Соответственно, если Q>0, то уравнения (2) и (1) будут иметь лишь 1 (вещественный) корень, y₁. Подставим его в (3) и найдем х для уравнения (1). (если вас интересуют также мнимые корни, то просто вычислите еще и y₂, y₃ и подставьте их в (3).

Если Q 3 + ax 2 + bx +c = 0 (4)

Очевидно, любое уравнение вида (1) можно привести к виду (4), просто поделив его на коэффициент а.

Итак, алгоритм применения этой формулы:

3. a) Если S>0, то вычисляем

И наше уравнение имеет 3 корня (вещественных):

Тогда единственный корень (вещественный): x₁= -2sgn(R)*|Q| 1/2 *ch(φ) — a/3

Для тех, кого интересуют также и мнимые корни:

ch(x)=(e x +e -x )/2
Arch(x) = ln(x + (x 2 -1) 1/2 )
sh(x)=(e x -e -x )/2
sgn(x) — знак х

в) Если S=0,то уравнение имеет меньше трех различных решений:

Консультации и техническая
поддержка сайта: Zavarka Team

Решение кубических уравнений

Кубическое уравнение, содержащее коэффициенты с действительным корнем, остальные два считаются комплексно-сопряженной парой. Будут рассмотрены уравнения с двучленами и возвратные, а также с поиском рациональных корней. Вся информация будет подкреплена примерами.

Решение двучленного кубического уравнения вида A x 3 + B = 0

Кубическое уравнение, содержащее двучлен, имеет вид A x 3 + B = 0 . Его необходимо приводить к x 3 + B A = 0 с помощью деления на А , отличного от нуля. После чего можно применять формулу сокращенного умножения суммы кубов. Получаем, что

x 3 + B A = 0 x + B A 3 x 2 — B A 3 x + B A 2 3 = 0

Результат первой скобки примет вид x = — B A 3 , а квадратный трехчлен — x 2 — B A 3 x + B A 2 3 , причем только с комплексными корнями.

Найти корни кубического уравнения 2 x 3 — 3 = 0 .

Решение

Необходимо найти х из уравнения. Запишем:

2 x 3 — 3 = 0 x 3 — 3 2 = 0

Необходимо применить формулу сокращенного умножения. Тогда получим, что

x 3 — 3 2 = 0 x — 3 3 2 6 x 2 + 3 3 2 6 x + 9 2 3 = 0

Раскроем первую скобку и получим x = 3 3 2 6 . Вторая скобка не имеет действительных корней, потому как дискриминант меньше нуля.

Ответ: x = 3 3 2 6 .

Решение возвратного кубического уравнения вида A x 3 + B x 2 + B x + A = 0

Вид квадратного уравнения — A x 3 + B x 2 + B x + A = 0 , где значения А и В являются коэффициентами. Необходимо произвести группировку. Получим, что

A x 3 + B x 2 + B x + A = A x 3 + 1 + B x 2 + x = = A x + 1 x 2 — x + 1 + B x x + 1 = x + 1 A x 2 + x B — A + A

Корень уравнения равен х = — 1 , тогда для получения корней квадратного трехчлена A x 2 + x B — A + A необходимо задействовать через нахождение дискриминанта.

Решить уравнение вида 5 x 3 — 8 x 2 — 8 x + 5 = 0 .

Решение

Уравнение является возвратным. Необходимо произвести группировку. Получим, что

5 x 3 — 8 x 2 — 8 x + 5 = 5 x 3 + 1 — 8 x 2 + x = = 5 x + 1 x 2 — x + 1 — 8 x x + 1 = x + 1 5 x 2 — 5 x + 5 — 8 x = = x + 1 5 x 2 — 13 x + 5 = 0

Если х = — 1 является корнем уравнения, тогда необходимо найти корни заданного трехчлена 5 x 2 — 13 x + 5 :

5 x 2 — 13 x + 5 = 0 D = ( — 13 ) 2 — 4 · 5 · 5 = 69 x 1 = 13 + 69 2 · 5 = 13 10 + 69 10 x 2 = 13 — 69 2 · 5 = 13 10 — 69 10

Ответ:

x 1 = 13 10 + 69 10 x 2 = 13 10 — 69 10 x 3 = — 1

Решение кубических уравнений с рациональными корнями

Если х = 0 , то он является корнем уравнения вида A x 3 + B x 2 + C x + D = 0 . При свободном члене D = 0 уравнение принимает вид A x 3 + B x 2 + C x = 0 . При вынесении х за скобки получим, что уравнение изменится. При решении через дискриминант или Виета оно примет вид x A x 2 + B x + C = 0 .

Найти корни заданного уравнения 3 x 3 + 4 x 2 + 2 x = 0 .

Решение

3 x 3 + 4 x 2 + 2 x = 0 x 3 x 2 + 4 x + 2 = 0

Х = 0 – это корень уравнения. Следует найти корни квадратного трехчлена вида 3 x 2 + 4 x + 2 . Для этого необходимо приравнять к нулю и продолжить решение при помощи дискриминанта. Получим, что

D = 4 2 — 4 · 3 · 2 = — 8 . Так как его значение отрицательное, то корней трехчлена нет.

Ответ: х = 0 .

Когда коэффициенты уравнения A x 3 + B x 2 + C x + D = 0 целые, то в ответе можно получить иррациональные корни. Если A ≠ 1 , тогда при умножении на A 2 обеих частей уравнения проводится замена переменных, то есть у = А х :

A x 3 + B x 2 + C x + D = 0 A 3 · x 3 + B · A 2 · x 2 + C · A · A · x + D · A 2 = 0 y = A · x ⇒ y 3 + B · y 2 + C · A · y + D · A 2

Приходим к виду кубического уравнения. Корни могут быть целыми или рациональными. Чтобы получить тождественное равенство, необходимо произвести подстановку делителей в полученное уравнение. Тогда полученный y 1 будет являться корнем. Значит и корнем исходного уравнения вида x 1 = y 1 A . Необходимо произвести деление многочлена A x 3 + B x 2 + C x + D на x — x 1 . Тогда сможем найти корни квадратного трехчлена.

Найти корни заданного уравнения 2 x 3 — 11 x 2 + 12 x + 9 = 0 .

Решение

Необходимо произвести преобразование с помощью умножения на 2 2 обеих частей, причем с заменой переменной типа у = 2 х . Получаем, что

2 x 3 — 11 x 2 + 12 x + 9 = 0 2 3 x 3 — 11 · 2 2 x 2 + 24 · 2 x + 36 = 0 y = 2 x ⇒ y 3 — 11 y 2 + 24 y + 36 = 0

Свободный член равняется 36 , тогда необходимо зафиксировать все его делители:

± 1 , ± 2 , ± 3 , ± 4 , ± 6 , ± 9 , ± 12 , ± 36

Необходимо произвести подстановку y 3 — 11 y 2 + 24 y + 36 = 0 , чтобы получить тождество вида

1 3 — 11 · 1 2 + 24 · 1 + 36 = 50 ≠ 0 ( — 1 ) 3 — 11 · ( — 1 ) 2 + 24 · ( — 1 ) + 36 = 0

Отсюда видим, что у = — 1 – это корень. Значит, x = y 2 = — 1 2 .

Далее следует деление 2 x 3 — 11 x 2 + 12 x + 9 на x + 1 2 при помощи схемы Горнера:

x i	Коэффициенты многочлена
2	— 11	12	9
— 0 . 5	2	— 11 + 2 · ( — 0 . 5 ) = — 12	12 — 12 · ( — 0 . 5 ) = 18	9 + 18 · ( — 0 . 5 ) = 0

2 x 3 — 11 x 2 + 12 x + 9 = x + 1 2 2 x 2 — 12 x + 18 = = 2 x + 1 2 x 2 — 6 x + 9

После чего необходимо найти корни квадратного уравнения вида x 2 — 6 x + 9 . Имеем, что уравнение следует привести к виду x 2 — 6 x + 9 = x — 3 2 , где х = 3 будет его корнем.

Ответ: x 1 = — 1 2 , x 2 , 3 = 3 .

Алгоритм можно применять для возвратных уравнений. Видно, что — 1 – это его корень, значит, левая часть может быть поделена на х + 1 . Только тогда можно будет найти корни квадратного трехчлена. При отсутствии рациональных корней применяются другие способы решения для разложения многочлена на множители.

Решение кубических уравнений по формуле Кардано

Нахождение кубических корней возможно при помощи формулы Кардано. При A 0 x 3 + A 1 x 2 + A 2 x + A 3 = 0 необходимо найти B 1 = A 1 A 0 , B 2 = A 2 A 0 , B 3 = A 3 A 0 .

После чего p = — B 1 2 3 + B 2 и q = 2 B 1 3 27 — B 1 B 2 3 + B 3 .

Полученные p и q в формулу Кардано. Получим, что

y = — q 2 + q 2 4 + p 3 27 3 + — q 2 — q 2 4 + p 3 27 3

Подбор кубических корней должен удовлетворять на выходе значению — p 3 . Тогда корни исходного уравнения x = y — B 1 3 . Рассмотрим решение предыдущего примера, используя формулу Кардано.

Найти корни заданного уравнения 2 x 3 — 11 x 2 + 12 x + 9 = 0 .

Решение

Видно, что A 0 = 2 , A 1 = — 11 , A 2 = 12 , A 3 = 9 .

Необходимо найти B 1 = A 1 A 0 = — 11 2 , B 2 = A 2 A 0 = 12 2 = 6 , B 3 = A 3 A 0 = 9 2 .

Отсюда следует, что

p = — B 1 2 3 + B 2 = — — 11 2 2 3 + 6 = — 121 12 + 6 = — 49 12 q = 2 B 1 3 27 — B 1 B 2 3 + B 3 = 2 · — 11 2 3 27 — — 11 2 · 6 3 + 9 2 = 343 108

Производим подстановку в формулу Кордано и получим

y = — q 2 + q 2 4 + p 3 27 3 + — q 2 — — q 2 4 + p 3 27 3 = = — 343 216 + 343 2 4 · 108 2 — 49 3 27 · 12 3 3 + — 343 216 — 343 2 4 · 108 2 — 49 3 27 · 12 3 3 = = — 343 216 3 + — 343 216 3

— 343 216 3 имеет три значения. Рассмотрим их ниже.

— 343 216 3 = 7 6 cos π + 2 π · k 3 + i · sin π + 2 π · k 3 , k = 0 , 1 , 2

Если k = 0 , тогда — 343 216 3 = 7 6 cos π 3 + i · sin π 3 = 7 6 1 2 + i · 3 2

Если k = 1 , тогда — 343 216 3 = 7 6 cosπ + i · sinπ = — 7 6

Если k = 2 , тогда — 343 216 3 = 7 6 cos 5 π 3 + i · sin 5 π 3 = 7 6 1 2 — i · 3 2

Необходимо произвести разбиение по парам, тогда получим — p 3 = 49 36 .

Тогда получим пары: 7 6 1 2 + i · 3 2 и 7 6 1 2 — i · 3 2 , — 7 6 и — 7 6 , 7 6 1 2 — i · 3 2 и 7 6 1 2 + i · 3 2 .

Преобразуем при помощи формулы Кордано:

y 1 = — 343 216 3 + — 343 216 3 = = 7 6 1 2 + i · 3 2 + 7 6 1 2 — i · 3 2 = 7 6 1 4 + 3 4 = 7 6 y 2 = — 343 216 3 + — 343 216 3 = — 7 6 + — 7 6 = — 14 6 y 3 = — 343 216 3 + — 343 216 3 = = 7 6 1 2 — i · 3 2 + 7 6 1 2 + i · 3 2 = 7 6 1 4 + 3 4 = 7 6

x 1 = y 1 — B 1 3 = 7 6 + 11 6 = 3 x 2 = y 2 — B 1 3 = — 14 6 + 11 6 = — 1 2 x 3 = y 3 — B 1 3 = 7 6 + 11 6 = 3

Ответ: x 1 = — 1 2 , x 2 , 3 = 3

При решении кубических уравнений можно встретить сведение к решению уравнений 4 степени методом Феррари.

источники:

http://dpva.ru/Guide/GuideMathematics/Equations/cubeEquationsUniversalMethods/

http://zaochnik.com/spravochnik/matematika/systems/reshenie-kubicheskih-uravnenij/

Источник

Загрузить PDF

Если под рукой есть калькулятор, извлечь кубический корень из любого числа не составит никаких проблем. Но если калькулятора нет или вы просто хотите произвести впечатление на окружающих, извлеките кубический корень вручную. Большинству людей описываемый здесь процесс покажется довольно сложным, но с практикой извлекать кубические корни станет намного легче. Перед тем как приступить к чтению данной статьи, вспомните основные математические операции и вычисления с числами в кубе.

1
Запишите задачу. Извлечение кубического корня вручную похоже на деление в столбик, но с некоторыми нюансами. Сначала запишите задачу в определенной форме.^[1]
- Запишите число, из которого нужно извлечь кубический корень. Число разбейте на группы по три цифры, причем отсчет начните с десятичной запятой. Например, нужно извлечь кубический корень из 10. Напишите это число так: 10, 000 000. Дополнительные нули призваны повысить точность результата.
- Возле и над числом нарисуйте знак корня. Представьте, что это горизонтальная и вертикальная линии, которые вы рисуете при делении в столбик. Единственное отличие – это форма двух знаков.
- Над горизонтальной линией поставьте десятичную запятую. Сделайте это непосредственно над десятичной запятой исходного числа.
2

Запомните результаты возведения в куб целых чисел. Они будут использованы в вычислениях.
3

Найдите первую цифру ответа. Выберите куб целого числа, который ближе всего, но меньше первой группы из трех цифр.^[2]
4
Найдите следующую цифру ответа. К первому остатку припишите вторую группу из трех цифр, а слева от полученного числа проведите вертикальную черту. С помощью полученного числа вы найдете вторую цифру ответа. В нашем примере к первому остатку (2) нужно приписать вторую группу из трех цифр (000), чтобы получить число 2000.^[3]
- Слева от вертикальной линии вы напишите три числа, сумма которых равна некоему первому множителю. Оставьте пустые пространства для этих чисел, а между ними поставьте знаки «плюс».
5

Найдите первое слагаемое (из трех). В первом пустом пространстве запишите результат умножения числа 300 на квадрат первой цифры ответа (она записана над знаком корня). В нашем примере первой цифрой ответа является 2, поэтому 300*(2^2) = 300*4 = 1200. Напишите 1200 в первом пустом пространстве. Первым слагаемым является число 1200 (плюс еще два числа, которые нужно найти).^[4]
6

Найдите вторую цифру ответа. Выясните, на какое число нужно умножить 1200, чтобы результат был близок, но не превышал 2000. Таким числом может быть только 1, так как 2*1200 = 2400, что больше 2000. Напишите 1 (вторая цифра ответа) после 2 и десятичной запятой над знаком корня.^[5]
7
Найдите второе и третье слагаемые (из трех). Множитель состоит из трех чисел (слагаемых), первое из которых вы уже нашли (1200). Теперь нужно найти оставшиеся два слагаемых.^[6]
- Умножьте 3 на 10 и на каждую цифру ответа (они записаны над знаком корня). В нашем примере: 3*10*2*1 = 60. Прибавьте этот результат к 1200 и получите 1260.
- Наконец, возведите в квадрат последнюю цифру ответа. В нашем примере последней цифрой ответа является 1, поэтому 1^2 = 1. Таким образом, первый множитель равен сумме следующих чисел: 1200 + 60 + 1 = 1261. Запишите это число слева от вертикальной черты.
8

Умножьте и вычтите. Умножьте последнюю цифру ответа (в нашем примере это 1) на найденный множитель (1261): 1*1261 = 1261. Запишите это число под 2000 и вычтите его из 2000. Вы получите 739 (это второй остаток).
9
Подумайте, является ли полученный ответ достаточно точным. Делайте это каждый раз, после того как завершите очередное вычитание. После первого вычитания ответ был равен 2, что не является точным результатом. После второго вычитания ответ равен 2,1.^[7]
- Чтобы проверить точность ответа, возведите его в куб: 2,1*2,1*2,1 = 9,261.
- Если вы считаете, что ответ достаточно точный, вычисления можно не продолжать; в противном случае проделайте еще одно вычитание.
10

Найдите второй множитель. Чтобы попрактиковаться в вычислениях и получить более точный результат, повторите действия, которые описаны выше.^[8]
11
Умножьте последнюю цифру ответа на второй множитель. После того как вы нашли второй множитель и третью цифру ответа, действуйте следующим образом:
- Умножьте последнюю цифру ответа на найденный множитель: 135475*5 = 677375.
- Вычтите: 739000-677375 = 61625.
- Подумайте, является ли полученный ответ достаточно точным. Для этого возведите его в куб: .
12

Запишите ответ. Результат, записанный над знаком корня, является ответом с точностью до двух цифр после запятой. В нашем примере кубический корень из 10 равен 2,15. Проверьте ответ, возведя его в куб: 2,15^3 = 9,94, что приблизительно равно 10. Если вам нужна большая точность, продолжите вычисления (как описано выше).

Реклама

1

Используйте кубы чисел, чтобы определить верхний и нижний пределы. Если нужно извлечь кубический корень практически из любого числа, найдите кубы (некоторых чисел), которые близки к данному числу.
2
Оцените второе число. Первое число вы нашли благодаря знанию кубов целых чисел. Теперь целое число превратите в десятичную дробь, приписав к нему (после десятичной запятой) некоторую цифру от 0 до 9. Необходимо найти десятичную дробь, куб которой будет близок, но меньше исходного числа.
- В нашем примере число 600 находится между числами 512 и 729. Например, к первому найденному числу (8) припишите цифру 5. Получится число 8,5.
3
Оцените полученное число, возведя его в куб. Сделайте это, чтобы проверить, что куб близок, но не больше исходного числа.
- В нашем примере:
4

Если нужно, оцените другое число. Сравните куб полученного числа с исходным числом. Если куб полученного числа больше исходного числа, попробуйте оценить меньшее число. Если же куб полученного числа намного меньше исходного числа, оценивайте большие числа до тех пор, пока куб одного из них не превысит исходное число.
5

Оцените следующее число, чтобы повысить точность ответа. К каждому числу, которое вы оценили последним, приписывайте цифру от 0 до 9 до тех пор, пока не получите точный ответ. В каждом оценочном раунде нужно найти верхний и нижний пределы, между которыми находится исходное число.
6

Если нужно, оцените другое число. Сравните куб полученного числа с исходным числом. Если куб полученного числа больше исходного числа, попробуйте оценить меньшее число. Короче говоря, нужно найти такие два числа, кубы которых чуть больше и чуть меньше исходного числа.
7
Выполняйте описанный процесс до тех пор, пока не получите ответ, точность которого вас устроит. Оцените следующее число, сравните его с исходным, затем, если нужно, оцените другое число и так далее. Обратите внимание, что каждая дополнительная цифра после десятичной запятой повышает точность ответа.
- В нашем примере куб числа 8,43 меньше исходного числа менее чем на 1. Если нужна большая точность, возведите в куб число 8,434 и получите, что $8,434^{3}=599,93$ , то есть результат меньше исходного числа менее чем на 0,1.
Реклама

1
2
3

Уясните алгоритм деления в столбик. Обратите внимание, что описанный здесь метод извлечения кубического корня очень напоминает деление в столбик. При делении в столбик нужно найти число (частное), при умножении которого на делитель получится делимое. В описанном методе в качестве частного выступает результат извлечения кубического корня (он записывается над знаком корня). То есть результат извлечения кубического корня можно представить как бином (10A + B). Точные значения А и В на данном этапе не важны: просто запомните, что результат можно записать в виде двучлена.^[12]
4
Посмотрите на биноминальный ряд. Он представляет собой сумму четырех одночленов, благодаря которым можно понять принцип действия алгоритма извлечения кубического корня. Обратите внимание, что множитель каждого этапа извлечения корня равен сумме четырех слагаемых, которые нужно вычислить и сложить.^[13]
- Множителем первого члена является число 1000. Чтобы вычислить первую цифру ответа, сначала вы находите куб целого числа, который ближе всего, но меньше некоторого числа (а именно первой группы из трех цифр). Это определяет член 1000A^3 биноминального ряда.
- Множителем второго члена биноминального ряда является число 300 ( $3*10^{2}$ = 300). Напомним, что на каждом этапе извлечения кубического корня соответствующая цифра(ы) ответа умножалась на 300.
- Второе слагаемое на каждом этапе извлечения корня определяется третьим членом биномиального ряда, который равен 30AB^2.
- Третье слагаемое на каждом этапе извлечения корня определяется четвертым членом биномиального ряда, который равен B^3.
5

Обратите внимание на увеличение точности ответа. Чем больше этапов извлечения корня вы пройдете, тем точнее будет ответ. Например, в этой статье нужно было извлечь кубический корень из 10. На первом этапе ответ равен 2, так как $2^{3}$ = 8, что близко, но меньше 10. На втором этапе ответ равен 2,1, потому что $2,1^{3}=9,261$ , что гораздо ближе к 10. На третьем этапе ответ равен 2,15, так как $2,15^{3}=9,94$ . Можно продолжить вычисления, используя группы из трех цифр, чтобы повысить точность ответа.^[14]

Реклама

Советы

Практикуйтесь, чтобы освоить описанные методы. Чем больше практики, тем быстрее вы справитесь с вычислениями.

Предупреждения

В процессе вычисления довольно легко сделать ошибку. Поэтому обязательно проверьте ответ.

Что вам понадобится

Ручка или карандаш
Лист бумаги
Линейка
Ластик

Об этой статье

Эту страницу просматривали 142 010 раз.

Была ли эта статья полезной?

Источник

#i#, #» «-sqrt(3)/2i-1/2i» «# and #» «sqrt(3)/2i-1/2i#

The primitive complex cube root of #1# is:

#omega = cos((2pi)/3)+isin((2pi)/3) = -1/2+sqrt(3)/2i#

Note that:

#i^3 = i^2 * i = -i#

So one of the cube roots is #i#. The other two cube roots can be found by multiplying by powers of #omega#.

#iomega = i(-1/2+sqrt(3)/2i) = -sqrt(3)/2i-1/2i#

#iomega^2 = i(-1/2-sqrt(3)/2i) = sqrt(3)/2i-1/2i#

Here are the three cube roots of #-i# plotted in the complex plane, together with the unit circle on which they lie…

graph{(x^2+(y-1)^2-0.002)((x-sqrt(3)/2)^2+(y+1/2)^2-0.002)((x+sqrt(3)/2)^2+(y+1/2)^2-0.002)(x^2+y^2-1) = 0 [-2.5, 2.5, -1.25, 1.25]}

Источник

Калькулятор кубических корней онлайн позволяет быстро и точно вычислить значение с указанной точностью. Инструмент подходит для школьников, студентов, инженеров.

Онлайн калькулятор извлечения кубического корня
Как рассчитать

Онлайн калькулятор извлечения кубического корня

Укажите исходное значение и требуемую степень точности. Для выполнения нового расчета удалите предыдущие значения с помощью кнопки Очистить.

Количество знаков после запятой:

Как рассчитать

Результат извлечения кубического корня — это число, которое при возведении в куб (т.е. при умножении само на себя три раза) дает исходное значение. Пример:

Операция нахождения корня третьей степени эквивалентна возведению в степень 1/3 — эти действия равны. Кубический корень из отрицательной величины будет так же отрицательным.

Вычислить корень третьей степени из 27.

Как решить: найти ответ — это определить, какое число в кубе (т.е. в степени 3) даст 27. Ответ: 3. Проверка: 3 * 3 * 3 = 27.

Извлечь кубический корень из -125.

Ответ: -5. Чтобы проверить решение, нужно найти (-5)³, а именно посчитать так — (-5) * (-5) * (-5) = -125.

Источник

Оглавление:

📝 Как это работает?
🤔 Частые вопросы и ответы
📋 Похожие материалы
📢 Поделиться и комментировать

Что такое корень числа?

Корень n-й степени из числа x — это такое число r, которое в степени n равняется x. Или другими словами: rⁿ= x.

Эта запись с математическим корнем из числа х в n-ой степени имеет собственное название в каждом символе:

n — здесь является степенью или показателем корня, n всегда является натуральным числом, таким, как — 1, 2, 3 и так далее.
х — здесь является выражением или подкоренным числом. Выражается, как вещественное или любое комплексное число.
√ — здесь является символом корня или знаком, имеющим еще другое название — радикал.

Например:

Такое выражение читается, как корень третьей степени от числа 8. Это корень равняется двум. Число 3 здесь является степенью корня, а число 8 – подкоренным числом.

В математике нахождение корня называется «извлечение корня».

Причём важно разделять понятия арифметического и алгебраического корня.

Арифметический или алгебраический (общий)

Арифметический корень n-й степени из неотрицательного вещественного числа a — это неотрицательное число b, для которого bⁿ=a. Обозначается арифметический корень знаком радикала (про который мы уже сказали выше).

Арифметический корень второй степени из числа a (√a) — это неотрицательное число b (b ≥ 0), при котором выполняется равенство b² = a. К примеру, корнями второй степени из числа 16 являются корни 4 и −4, но арифметическим из них является только корень 4.

Таким образом, арифметический корень, в отличие от корня общего вида (или алгебраического), определяется только для неотрицательных вещественных чисел, а его значение всегда существует, однозначно и неотрицательно.

Далее мы будем говорить именно про арифметические корни.

Наиболее часто используемые корни — это корни второй степени и корни третьей степени. Они даже имеют собственные названия:

Квадратный корень
Кубический корень

Квадратный корень

Квадратный корень – это корень со степенью два. Чаще всего, в значении радикала степень «два» не прописывается, а просто используется символ √.

Арифметический квадратный корень всегда является положительным числом, и кроме того подкоренное значение также всегда положительно.

Почему все происходит именно так, нам расскажет простой пример с решением:

Ищем квадратный корень из -16.
Логично предположить в ответе — 4.
Но если проверить таким образом: 4*4 = 16 — то нет, не сходится.
Если — 4, то -4 * -4 = 16, нужно отметить, что минус на минус всегда в итоге дает плюс.

Ни одно число при возведении его в квадрат не дает отрицательного результата.

Вывод: все числа, которые стоят под знаком корня, всегда должны быть положительными.

Кубический корень

Кубический корень – это такое число, которое для получения подроренного числа нужно умножить само на себя три раза.

К примеру, кубический корень из 64 будет равен «4».

Решение будет выглядеть так: 4х4х4 = 64.

Как появились математические корни?

Впервые задачи, в которых извлекался квадратный корень, обнаружили у вавилонских математиков. Именно в них применялись теоремы Пифагора для того, чтобы определить треугольник с прямыми углами по двум другим известным сторонам.

Также в них находили стороны квадрата с заданной площадью и решали квадратные уравнения.

Для извлечения квадратного корня древние математики разработали специальный численный метод. Для квадратного корня из «a» они рассчитывали натуральные числа n в меньшую сторону из ближайшего к корню. Если выражение «a = n² + r» представить в таком виде, то можно получить

И далее шел уточняющий процесс, который соответствовал методу Ньютона:

Как произошла символика значений? У корня очень сложная и долгая история. Его извлекали еще древние греки и подходили к этому очень ответственно: они находили стороны квадрата по его площади. Математики средневековья сокращали корень от «radix» и обозначали его Rx.

В современном понятии черта над подкоренным выражением сначала отсутствовала, но в 1637 году ее ввел Декарт вместо скобок. Сейчас она так и осталась со знаком корня.

Рене Декарт (1596–1650) — французский математик и философ. Декарт является одним из основателей философии Нового времени и аналитической геометрии, а ещё он – одна из ключевых фигур научной революции.

Главные свойства корней

Корень нечетной степени, состоящий из положительного числа — есть положительное число, определенное однозначно.

Корень нечетной степени, состоящий из отрицательного числа — есть отрицательное число, определенное однозначно.

Корень чётной степени, состоящий из положительного числа, имеет 2 значения со знаками противоположности, но равными по модулю.

Корень чётной степени, состоящий из отрицательного числа в области вещественных чисел, не существует, так как при возведении любого вещественного числа в степень с четными показателями в результате получится неотрицательное число.

Ниже показано, как извлекать данные корни в множестве комплексных чисел, когда значениями корня будут n комплексных чисел.

Корень любой натуральной степени из нуля — ноль.

Алгоритм нахождения корня n-степени

Корень n-ой степени ⁿ√A действительного положительного числа А есть действительное положительное решение уравнений xⁿ = A.

Как найти быстро сходящийся алгоритм корня в n-ой степени? Для этого нужно:

1. Вычислить начальное предположение x₀

2. Определить

3. Далее повторять пункт № 2 до момента, пока необходимая точность не будет достигнута.

Для нахождения квадратного корня итерационной формулы Герона служит частный случай, с подстановкой выглядит так:

n = 2 в шаг 2: x_k₊₁ = (x_k + A/x_k) / 2

Имеется несколько вариантов данного алгоритма. Один — как касательный метод Ньютона для нахождения нулей функций f(x). Сходится такой метод достаточно быстро, несмотря на то что является итерационным.

У этого метода скорость сходимости является квадратичной. Это указывает на то, что числа с верными разрядами в ответе будут удваиваться с каждой итерацией — другими словами, будет увеличиваться точность нахождения ответа с 1-го до 64-х разрядов, и будет требоваться только шесть итераций. Но следует помнить и о машинной точности.

Из всего этого можно сделать заключение, что в компьютерах данный алгоритм используется, как самый быстрый метод нахождения корней в квадрате.

Что касается больших значений n, то алгоритм здесь будет менее эффективным, поскольку потребует на каждом шагу таких вычислений:

Но такое вычисление выполняется при помощи алгоритма быстрого возведения в степень.

❓Вопросы и ответы

А также обратите внимание на ответы на некоторые часто задаваемые вопросы.

Для чего на практике надо найти корень?

Если в науке что-то существует — то это обязательно для чего-то нужно, даже если нет обычного понимания для чего. Квадратный корень используется повсюду, но в основном там, где имеется какая-нибудь геометрия.

К примеру, компьютерная графика. Для значительного достижения и улучшения в свое время применялись специальные алгоритмы быстрого обратного квадратного корня в играх. Сегодня без квадратных корней невозможно поиграть в такие игры, как «танчики», Скайрим, Киберпанк.

Можно ли корень записать в виде степени?

Да, корень от x в степени n – это x в степени 1/n.

Как связаны между собой степень в виде десятичной дроби и корни?

Переход от степени с выражениями и дробными показателями в основании выполняется на области всех допустимых значений в основании степени при исходных выражениях.

К примеру:

представляется, как квадратный корень

А запись

выражается для всех x, y, z, как

Как пользоваться калькулятором корней?

Для того, чтобы вычислить квадратный корень с пошаговым объяснением, достаточно воспользоваться калькулятором на этом сайте ecalc.ru.

Наш сайт позволяет быстро и точно вычислить корень из числа онлайн. И не нужно высчитывать все самостоятельно в уме, искать готовые решения задач или проверять ответы.

Нужно просто вписать все необходимые данные. Если нужно просто найти корень, следует указать число под √. Если понадобится, то ввести степень. Обычно вычисляется корень во второй степени, но здесь ее можно и не указывать.

Решение кубических уравнений

Если известен один корень

Если один из корней – целый

Поиск рациональных корней

Формулы Кардано и Виета для решения кубического уравнения

Примеры решений по формулам Кардано и Виета

Решения кубических уравнений с вещественными коэффициентами. Универсальные методы. Дискриминант кубического уравнения. Формула Виета для кубического уравнения.

Решения кубических уравнений с вещественными коэффициентами. Универсальные методы. Дискриминант кубического уравнения. Формула Виета для кубического уравнения.

Корни кубического уравнения. Нахождение корней (решение) кубического уравнения.

Решение кубических уравнений

Решение двучленного кубического уравнения вида A x 3 + B = 0

Решение возвратного кубического уравнения вида A x 3 + B x 2 + B x + A = 0

Решение кубических уравнений с рациональными корнями

Решение кубических уравнений по формуле Кардано

Советы

Предупреждения

Что вам понадобится

Об этой статье

Была ли эта статья полезной?

Онлайн калькулятор извлечения кубического корня

Как рассчитать

Что такое корень числа?

Арифметический или алгебраический (общий)

Квадратный корень

Кубический корень

Как появились математические корни?

Главные свойства корней

Алгоритм нахождения корня n-степени

❓Вопросы и ответы

Для чего на практике надо найти корень?

Можно ли корень записать в виде степени?

Как пользоваться калькулятором корней?

Похожие калькуляторы

Есть что добавить?