6C. Решите уравнение    \(4{x^4}-16{x^3} + 3{x^2} + 4x-1 = 0\)

Ответ

ОТВЕТ: \( \pm \frac{1}{2};\;\;2 \pm \sqrt 3 .\;\)

Решение

\(4{x^4}-16{x^3} + 3{x^2} + 4x-1 = 0.\)

Пусть \(x = \frac{1}{t}\). Тогда уравнение примет вид:

\(\frac{4}{{{t^4}}}-\frac{{16}}{{{t^3}}} + \frac{3}{{{t^2}}} + \frac{4}{t}-1 = 0\,\,\,\,\,\,\, \Leftrightarrow \,\,\,\,\,\,\,\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{4-16t + 3{t^2} + 4{t^3}-{t^4} = 0}\\{t \ne 0\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,}\end{array}\,\,\,\,\,\,\,\, \Leftrightarrow \,\,\,\,\,\,\,} \right.{t^4}-4{t^3}-3{t^2} + 16t-4 = 0.\)

Кандидатами в целые корни полученного уравнения четвёртой степени являются делители свободного члена, равного \(-4\), то есть: \( \pm 1;\,\, \pm 2;\,\, \pm 4.\)

Подходит \(t = 2\). Разделим многочлен \({t^4}-4{t^3}-3{t^2} + 16t-4\) на многочлен  \(t-2\):

Следовательно, многочлен \({t^4}-4{t^3}-3{t^2} + 16t-4\) раскладывается на множители \({t^4}-4{t^3}-3{t^2} + 16t-4 = \left( {t-2} \right)\left( {{t^3}-2{t^2}-7t + 2} \right)\). Тогда:

\(\left( {t-2} \right)\left( {{t^3}-2{t^2}-7t + 2} \right) = 0\,\,\,\,\,\,\, \Leftrightarrow \,\,\,\,\,\,\,\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{t = 2,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,}\\{{t^3}-2{t^2}-7t + 2 = 0.}\end{array}} \right.\)

Кандидатами в целые корни полученного кубического уравнения являются делители свободного члена, равного 2, то есть:  \( \pm 1;\,\, \pm 2.\) Подходит \(t = -2\). Разделим многочлен \({t^3}-2{t^2}-7t + 2\) на многочлен \(t + 2\):

Следовательно, многочлен \({t^3}-2{t^2}-7t + 2\) раскладывается на множители \({t^3}-2{t^2}-7t + 2 = \left( {t + 2} \right)\left( {{t^2}-4t + 1} \right) = 0.\) Тогда:

\(\left( {t + 2} \right)\left( {{t^2}-4t + 1} \right) = 0\,\,\,\,\,\,\, \Leftrightarrow \,\,\,\,\,\,\,\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{t + 2 = 0,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,}\\{{t^2}-4t + 1 = 0}\end{array}} \right.\,\,\,\,\,\,\, \Leftrightarrow \,\,\,\,\,\,\,\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{t = -2,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,}\\{t = 2-\sqrt 3 ,}\\{t = 2 + \sqrt 3 .}\end{array}} \right.\)

Вернёмся к прежней переменной:

\(\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{x = \frac{1}{2},\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,}\\{x = -\frac{1}{2},\,\,\,\,\,\,\,\,}\\{x = \frac{1}{{2-\sqrt 3 }},}\\{x = \frac{1}{{2 + \sqrt 3 }}}\end{array}} \right.\,\,\,\,\,\,\,\,\, \Leftrightarrow \,\,\,\,\,\,\,\,\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{x = \frac{1}{2},\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,}\\{x = -\frac{1}{2},\,\,\,\,\,\,\,\,}\\{x = 2 + \sqrt 3 ,}\\{x = 2-\sqrt 3 .}\end{array}} \right.\)

Ответ:  \( \pm \frac{1}{2};\;\;2 \pm \sqrt 3 .\;\)