Чтобы решить уравнение ( x^3 = x^2 - 7x + 7 ), начнем с приведения его к стандартной форме многочлена, то есть все члены перенесем в одну часть уравнения:
[ x^3 - x^2 + 7x - 7 = 0. ]
Теперь у нас есть кубическое уравнение. Один из способов решения кубических уравнений — это использование метода нахождения рациональных корней с помощью теоремы о рациональных корнях. Теорема утверждает, что если у многочлена с целыми коэффициентами есть рациональный корень в форме (\frac{p}{q}), то (p) делит свободный член, а (q) делит старший коэффициент.
В нашем уравнении свободный член равен (-7), а старший коэффициент равен (1). Возможные рациональные корни — это делители числа (-7), то есть (\pm 1, \pm 7).
Подставим эти значения в уравнение и проверим, являются ли они корнями:
(x = 1):
[
1^3 - 1^2 + 7 \times 1 - 7 = 1 - 1 + 7 - 7 = 0.
]
(x = 1) является корнем.
(x = -1):
[
(-1)^3 - (-1)^2 + 7 \times (-1) - 7 = -1 - 1 - 7 - 7 = -16 \neq 0.
]
(x = -1) не является корнем.
(x = 7):
[
7^3 - 7^2 + 7 \times 7 - 7 = 343 - 49 + 49 - 7 = 336 \neq 0.
]
(x = 7) не является корнем.
(x = -7):
[
(-7)^3 - (-7)^2 + 7 \times (-7) - 7 = -343 - 49 - 49 - 7 = -448 \neq 0.
]
(x = -7) не является корнем.
Теперь, зная, что (x = 1) — это корень, можем использовать деление многочлена на (x - 1) для нахождения остальных корней. Разделим (x^3 - x^2 + 7x - 7) на (x - 1) с помощью схемы Горнера или обычного деления.
После деления получаем:
[ x^3 - x^2 + 7x - 7 = (x - 1)(x^2 + 7). ]
Теперь у нас есть произведение двух множителей, и мы можем решить уравнение (x^2 + 7 = 0):
[ x^2 + 7 = 0 ]
[ x^2 = -7 ]
[ x = \pm \sqrt{-7}. ]
Это дает нам два комплексных корня: (x = i\sqrt{7}) и (x = -i\sqrt{7}).
Таким образом, решением уравнения (x^3 = x^2 - 7x + 7) являются три корня: (x = 1), (x = i\sqrt{7}), и (x = -i\sqrt{7}).