Sr Examen

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sqrtx^3+4sqrtx^3+8=6 la ecuación

El profesor se sorprenderá mucho al ver tu solución correcta😉

v

Solución numérica:

Buscar la solución numérica en el intervalo [, ]

Solución

Ha introducido [src]
     3          3        
  ___        ___         
\/ x   + 4*\/ x   + 8 = 6
$$\left(\left(\sqrt{x}\right)^{3} + 4 \left(\sqrt{x}\right)^{3}\right) + 8 = 6$$
Solución detallada
Tenemos la ecuación
$$\left(\left(\sqrt{x}\right)^{3} + 4 \left(\sqrt{x}\right)^{3}\right) + 8 = 6$$
Ya que la potencia en la ecuación es igual a = 3/2 y miembro libre = -2 < 0,
significa que la ecuación correspondiente no tiene soluciones reales

Las demás 2 raíces son complejas.
hacemos el cambio:
$$z = x$$
entonces la ecuación será así:
$$z^{\frac{3}{2}} = - \frac{2}{5}$$
Cualquier número complejo se puede presentar que:
$$z = r e^{i p}$$
sustituimos en la ecuación
$$\left(r e^{i p}\right)^{\frac{3}{2}} = - \frac{2}{5}$$
donde
$$r = \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt[3]{5}}{5}$$
- módulo del número complejo
Sustituyamos r:
$$e^{\frac{3 i p}{2}} = -1$$
Usando la fórmula de Euler hallemos las raíces para p
$$i \sin{\left(\frac{3 p}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{3 p}{2} \right)} = -1$$
es decir
$$\cos{\left(\frac{3 p}{2} \right)} = -1$$
y
$$\sin{\left(\frac{3 p}{2} \right)} = 0$$
entonces
$$p = \frac{4 \pi N}{3} + \frac{2 \pi}{3}$$
donde N=0,1,2,3,...
Seleccionando los valores de N y sustituyendo p en la fórmula para z
Es decir, la solución será para z:
$$z_{1} = \left(\frac{\sqrt[3]{2} \cdot 5^{\frac{2}{3}}}{10} - \frac{\sqrt[3]{2} \sqrt{3} \cdot 5^{\frac{2}{3}} i}{10}\right)^{2}$$
$$z_{2} = \left(\frac{\sqrt[3]{2} \cdot 5^{\frac{2}{3}}}{10} + \frac{\sqrt[3]{2} \sqrt{3} \cdot 5^{\frac{2}{3}} i}{10}\right)^{2}$$
hacemos cambio inverso
$$z = x$$
$$x = z$$

Entonces la respuesta definitiva es:
$$x_{1} = \left(\frac{\sqrt[3]{2} \cdot 5^{\frac{2}{3}}}{10} - \frac{\sqrt[3]{2} \sqrt{3} \cdot 5^{\frac{2}{3}} i}{10}\right)^{2}$$
$$x_{2} = \left(\frac{\sqrt[3]{2} \cdot 5^{\frac{2}{3}}}{10} + \frac{\sqrt[3]{2} \sqrt{3} \cdot 5^{\frac{2}{3}} i}{10}\right)^{2}$$
Gráfica
Respuesta rápida [src]
        2/3 3 ___      2/3   ___ 3 ___
       2   *\/ 5    I*2   *\/ 3 *\/ 5 
x1 = - ---------- - ------------------
           10               10        
$$x_{1} = - \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt[3]{5}}{10} - \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt{3} \sqrt[3]{5} i}{10}$$
        2/3 3 ___      2/3   ___ 3 ___
       2   *\/ 5    I*2   *\/ 3 *\/ 5 
x2 = - ---------- + ------------------
           10               10        
$$x_{2} = - \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt[3]{5}}{10} + \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt{3} \sqrt[3]{5} i}{10}$$
x2 = -2^(2/3)*5^(1/3)/10 + 2^(2/3)*sqrt(3)*5^(1/3)*i/10
Suma y producto de raíces [src]
suma
   2/3 3 ___      2/3   ___ 3 ___      2/3 3 ___      2/3   ___ 3 ___
  2   *\/ 5    I*2   *\/ 3 *\/ 5      2   *\/ 5    I*2   *\/ 3 *\/ 5 
- ---------- - ------------------ + - ---------- + ------------------
      10               10                 10               10        
$$\left(- \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt[3]{5}}{10} - \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt{3} \sqrt[3]{5} i}{10}\right) + \left(- \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt[3]{5}}{10} + \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt{3} \sqrt[3]{5} i}{10}\right)$$
=
  2/3 3 ___ 
-2   *\/ 5  
------------
     5      
$$- \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt[3]{5}}{5}$$
producto
/   2/3 3 ___      2/3   ___ 3 ___\ /   2/3 3 ___      2/3   ___ 3 ___\
|  2   *\/ 5    I*2   *\/ 3 *\/ 5 | |  2   *\/ 5    I*2   *\/ 3 *\/ 5 |
|- ---------- - ------------------|*|- ---------- + ------------------|
\      10               10        / \      10               10        /
$$\left(- \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt[3]{5}}{10} - \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt{3} \sqrt[3]{5} i}{10}\right) \left(- \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt[3]{5}}{10} + \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt{3} \sqrt[3]{5} i}{10}\right)$$
=
  3 ____
2*\/ 50 
--------
   25   
$$\frac{2 \sqrt[3]{50}}{25}$$
2*50^(1/3)/25
Respuesta numérica [src]
x1 = -0.271441761659491 - 0.470150922490239*i
x2 = -0.271441761659491 + 0.470150922490239*i
x2 = -0.271441761659491 + 0.470150922490239*i