Предмет: Математика, автор: Alexаndr

x^3-sinx=0
Решить уравнение не используя графический метод.
Вариант решения через систему а-ля "каждое слагаемое равно нулю" уже пробовал:
\begin{cases}x^3=0\\sinx=0\end{cases}=\  \textgreater \ \begin{cases}x=0\\x=0\end{cases}\\x=0
Но корней должно быть как минимум 3.


Матов: Можно численно решить например разложит sinx в ряд Маклорена до x^3 , то есть sinx = x- x^3/6 откуда x=7x^3/6 откуда x=0, x=+-sqrt(6/7)

Ответы

Автор ответа: dnepr1
2

Заменим синус  на ряд до х^5.

sin(x) = x - (x^3/6) + (x^5/120) = (120x -20x^3 + x^5)/120.

Тогда исходное уравнение примет вид:

x^3 = (120x -20x^3 + x^5)/120.

Получаем x^5 - 140x^3 + 120x = 0.

Вынесем х за скобки: х(x^4 - 140x^2 + 120) = 0.

Отсюда имеем один корень: х = 0.

Второй множитель преобразуем в квадратное уравнение при помощи замены x^2 = t.

t² - 140t + 120 = 0.

Квадратное уравнение, решаем относительно t:  


Ищем дискриминант:


D=(-140)^2-4*1*120=19600-4*120=19600-480=19120;



Дискриминант больше 0, уравнение имеет 2 корня:


t_1=(√19120-(-140))/(2*1)=(√19120+140)/2=√19120/2+140/2=√19120/2+70 ≈       139.137544069775 (этот корень даёт отрицательное значение синуса, тогда как куб - положительное)


t_2=(-√19120-(-140))/(2*1)=(-√19120+140)/2=-√19120/2+140/2=-√19120/2+70 ≈ 0.8624559302255.

х = √t = √0.8624559302255 = +-0,928685054

.

Если взять более длинный ряд разложения синуса, то получим значение:

х = +-0,928626.

Ответ: имеем 3 корня: х = 0 , х = 0,928626 и х = -0,928626.

Для наглядности приводится график функций х^3 и sin(x) в пределах от 0 до х.


.




Приложения:
Похожие вопросы