卡在這題?用 AI 解開它
Algebra · real student question

解 x³ − 3x² + 3x − 2 = 0。

Question

解

x3−3x2+3x−2=0x^{3}-3x^{2}+3x-2=0

Step-by-step solution

  1. 在係數裡找二項式立方的形態。 恆等式

    (x−1)3=x3−3x2+3x−1(x-1)^{3}=x^{3}-3x^{2}+3x-1

    的係數是 1,−3,3,−11,-3,3,-1——除了常數項以外,與題目的三次式完全相同。那組 1,3,3,11,3,3,1 的特徵(巴斯卡三角形)就是線索。

  2. 用這個形態改寫三次式。 因為常數是 −2-2 而不是 −1-1,

    x3−3x2+3x−2=(x3−3x2+3x−1)−1=(x−1)3−1x^{3}-3x^{2}+3x-2=\left(x^{3}-3x^{2}+3x-1\right)-1=(x-1)^{3}-1

  3. 把方程式化成純粹的立方。

    (x−1)3−1=0 ⟹ (x−1)3=1(x-1)^{3}-1=0\ \Longrightarrow\ (x-1)^{3}=1

  4. 取實立方根。 與平方根不同,實立方根是單值的:立方等於 11 的實數只有 11 本身,所以

    x−1=1 ⟹ x=2x-1=1\ \Longrightarrow\ x=2

  5. 交代另外兩個根。 在複數範圍內,(x−1)3=1(x-1)^{3}=1 還允許 x−1=ωx-1=\omega 與 x−1=ω2x-1=\omega^{2},其中 ω=−12+32i\omega=-\tfrac12+\tfrac{\sqrt3}{2}i,於是得到非實數根 x=12±32ix=\tfrac12\pm\tfrac{\sqrt3}{2}i。等價地,用立方差公式分解可得 (x−2)(x2−x+1)=0(x-2)\left(x^{2}-x+1\right)=0,而 x2−x+1x^{2}-x+1 的判別式是 −3<0-3<0。

  6. 檢驗實根。 23−3(2)2+3(2)−2=8−12+6−2=0 ✓2^{3}-3(2)^{2}+3(2)-2=8-12+6-2=0\ \checkmark

Answer

x=2(唯一的實根)x=2\quad\text{(唯一的實根)}

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