Cómo encontrar los ceros de [matemáticas] x ^ 3-x ^ 2-1 [/ matemáticas]

Aquí hay una forma (Cardano):

[matemáticas] x ^ 3-x ^ 2-2 = 0 [/ matemáticas]

Para deshacerse de los términos al cuadrado, sustituya otra variable menos un tercio del coeficiente de segundo grado: [matemática] x = y + \ frac {1} {3} [/ matemática]

[matemáticas] y ^ 3- \ frac {1} {3} y – \ frac {56} {27} = 0 [/ matemáticas]

Sustituir [matemáticas] y = u + v [/ matemáticas]

[matemáticas] u ^ 3 + v ^ 3 + (3uv – \ frac {1} {3}) (u + v) – \ frac {56} {27} = 0 [/ matemáticas]

Suponga que [matemáticas] (3uv – \ frac {1} {3}) = 0 [/ matemáticas]

[matemáticas] u ^ 3 + v ^ 3 – \ frac {56} {27} = 0 [/ matemáticas]

Usando el supuesto nuevamente, sustituya [math] \ frac {1} {9v} [/ math] por [math] u [/ math]:

[matemáticas] \ frac {1} {729 v ^ 3} + v ^ 3 – \ frac {56} {27} = 0 [/ matemáticas]

Multiplicar por [matemáticas] v ^ 3 [/ matemáticas]

[matemáticas] (v ^ 3) ^ 2 – \ frac {56} {27} v ^ 3 + \ frac {1} {729} = 0 [/ matemáticas]

Use la fórmula cuadrática para resolver [math] v ^ 3 [/ math]

[matemáticas] v ^ 3 = \ Bigg (\ frac {56} {27} \ pm \ sqrt {\ bigg (\ frac {56} {27} \ bigg) ^ 2 – 4 \ frac {1} {729}} \ Bigg) \ bigg / 2 [/ matemáticas]

[matemáticas] v = \ frac {1} {3} \ sqrt [3] {28 \ pm 3 \ sqrt {87}} [/ matemáticas]

Si utiliza el signo más para [matemáticas] v [/ matemáticas], entonces [matemáticas] u [/ matemáticas] tiene el signo menos. Esto significa

[matemáticas] x = \ frac {1} {3} \ Bigg (1 + \ sqrt [3] {28 – 3 \ sqrt {87}} + \ sqrt [3] {28 + 3 \ sqrt {87}} \ Bigg) [/ matemáticas]

Esa es la verdadera raíz. Puedes usarlo para encontrar las dos raíces complejas.

ETA: Vaya, parece que cambié el 1 a un 2. ¡El método aún funcionaría!

Tome x = 0 & x = 2 … Se ve que la función f (x) = x ^ 3-x ^ 2-1 se convierte en -1 y 3 para x = 0 & x = 2. Significa que el cero de la función estará entre x = 0 y x = 2. Ahora puede comenzar con x = 1 y aplicar el método NEWTON RAPHSONS. Estoy seguro de que obtendrá la solución …

Si lo haces a mano,

  1. Adivina un factor. Si puede adivinar uno de los factores del polinomio, simplemente use la división larga o sintética para encontrar el otro factor que será cuadrático.
  2. Use la “Fórmula cúbica” que consta de dos pasos: A] Presione el cúbico B] Resuelva un sistema de ecuaciones (que esencialmente resuelve un cuadrático). Entonces, resolver un cúbico no es más difícil que resolver un cuadrático
  3. Utiliza el método de bisección. Este es un método muy rápido y útil cuando desea factorizar y encontrar los factores “reales” y no desea una alta precisión en la respuesta. Por ejemplo, en el polinomio dado, f (1) = -1 yf ​​(2) = 3. Usando la bisección, los primeros intervalos son: (1, 2), (1, 3/2), (5/4, 3/2), (5/4, 11/8), (21/16, 11/8), (21/16, 43/32). Esto nos dice que la raíz real está cerca de 1.3.

Si estás escribiendo un programa,

  1. Yo iría con la fórmula cúbica, es más fácil de escribir e implica resolver solo una cuadrática.

Siempre existe la fórmula cúbica, en primer lugar: la función cúbica

Aparte de eso, puede intentar agotar el cubo (subyugar x = u + k de modo que no haya un término u ^ 2) y usar la identidad:

a ^ 3 + b ^ 3 + c ^ 3-3abc = (a + b + c) (a ^ 2 + b ^ 2 + c ^ 2 – ab – bc – ac)