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[讨论] 有点难,求解韦神的一元三次方程

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发表于 2024-2-20 08:24:39 | 显示全部楼层 |阅读模式

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毋因群疑而阻独见  毋任己意而废人言
毋私小惠而伤大体  毋借公论以快私情
发表于 2024-2-20 08:46:42 | 显示全部楼层
设$x=y+1/y$代入

点评

看系数-3联想到3次方展开  发表于 2024-2-20 12:27
nyy
你是不是又凑答案想到的?  发表于 2024-2-20 11:07
nyy
你怎么想到这个的  发表于 2024-2-20 11:02
毋因群疑而阻独见  毋任己意而废人言
毋私小惠而伤大体  毋借公论以快私情
发表于 2024-2-20 10:59:41 | 显示全部楼层
本帖最后由 nyy 于 2024-2-20 11:01 编辑

韦神个屁

  1. Clear["Global`*"];(*Clear all variables*)
  2. ans=Solve[x^3-3*x+1==0,{x}]//FullSimplify
  3. Grid[ans,Alignment->Right](*列表显示*)
复制代码


\[\begin{array}{r}
x\to 2 \cos \left(\frac{2 \pi }{9}\right) \\
x\to \text{Root}\left[\text{$\#$1}^3-3 \text{$\#$1}+1\&,2\right] \\
x\to \text{Root}\left[\text{$\#$1}^3-3 \text{$\#$1}+1\&,1\right] \\
\end{array}\]

有一个根解出来了,剩下的简单了

\[\begin{array}{r}
x\to \sqrt[3]{\frac{1}{2} \left(-1+i \sqrt{3}\right)}+\frac{1}{\sqrt[3]{\frac{1}{2} \left(-1+i \sqrt{3}\right)}} \\
x\to -\frac{1}{2} \left(1+i \sqrt{3}\right) \sqrt[3]{\frac{1}{2} \left(-1+i \sqrt{3}\right)}-\frac{1-i \sqrt{3}}{2^{2/3} \sqrt[3]{-1+i \sqrt{3}}} \\
x\to -\frac{1}{2} \left(1-i \sqrt{3}\right) \sqrt[3]{\frac{1}{2} \left(-1+i \sqrt{3}\right)}-\frac{1+i \sqrt{3}}{2^{2/3} \sqrt[3]{-1+i \sqrt{3}}} \\
\end{array}\]

{{x -> -1.8793852415718167681}, {x -> 0.34729635533386069770}, {x -> 1.5320888862379560704}}

还不如数值解爽!
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发表于 2024-2-20 19:04:36 | 显示全部楼层
方程为 \(x^3+px+q=0\),其中:\(p=-3, q=1\)
第一个(实)根为:
\(x_1=\sqrt[3]{-\frac{q}{2}+\sqrt{(\frac{q}{2})^2+(\frac{p}{3})^3}}+\sqrt[3]{-\frac{q}{2}-\sqrt{(\frac{q}{2})^2+(\frac{p}{3})^3}}\)
\(=\sqrt[3]{-\frac{1}{2}+\sqrt{(\frac{1}{2})^2+(\frac{-3}{3})^3}}+\sqrt[3]{-\frac{1}{2}-\sqrt{(\frac{1}{2})^2+(\frac{-3}{3})^3}}\)
\(=\sqrt[3]{-\frac{1}{2}+i\frac{\sqrt{3}}{2}}+\sqrt[3]{-\frac{1}{2}-i\frac{\sqrt{3}}{2}}\)
\(=(e^{i\frac{2}{3}\pi})^\frac{1}{3}+(e^{-i\frac{2}{3}\pi})^\frac{1}{3}\)
\(=2\cos(\frac{2}{9}\pi)\)
剩下两个根为下列一元二次方程的根:
\(x^2+x_1x+p+x_1^2=0\)
\(x_{2,3}=\frac{1}{2}(-x_1\pm\sqrt{x_1^2-4(p+x_1^2)})\)
\(=\frac{1}{2}(-2\cos(\frac{2}{9}\pi)\pm\sqrt{4\cos^2(\frac{2}{9}\pi)-4(-3+4\cos^2(\frac{2}{9}\pi))})\)
\(=-\cos(\frac{2}{9}\pi)\pm\sqrt{\cos^2(\frac{2}{9}\pi)-(-3+4\cos^2(\frac{2}{9}\pi))}\)
\(=-\cos(\frac{2}{9}\pi)\pm\sqrt{3}\sin(\frac{2}{9}\pi)\)
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发表于 2024-2-20 19:58:51 | 显示全部楼层
【答案】
方程 \(x^3-3x+1=0\) 的三个根为:
\(\begin{Bmatrix}
2\cos(\frac{2}{9}\pi), & -2\sin(\frac{7}{18}\pi), & 2\sin(\frac{1}{18}\pi)
\end{Bmatrix}\)
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发表于 2024-2-21 09:49:06 | 显示全部楼层
答案再写得优雅点是这样的:
\(\begin{matrix} x=2\sin(k\frac{\pi}{18}) & k=1,13,29 \end{matrix}\)
毋因群疑而阻独见  毋任己意而废人言
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 楼主| 发表于 2024-2-21 13:53:12 | 显示全部楼层
谢谢mathe老师、nyy老师、Jack315老师!
代韦神向您们致敬! 韦神的解答如下:

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点评

画龙小技法,固然精妙,您的通法求解,应该更胜一筹!  发表于 2024-2-22 08:18
这个思路不错,技巧性强,学习了。  发表于 2024-2-21 15:03
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