Чтобы решить уравнение f(x)=2x3+3x2−12x−3, необходимо найти корни этого уравнения, то есть значения x, при которых f(x)=0. Это означает, что нам нужно найти значения x, при которых уравнение 2x3+3x2−12x−3=0.
К сожалению, уравнение третьей степени не имеет общего метода аналитического решения, который можно было бы применить в общем случае. Однако можно воспользоваться численными методами, такими как метод Ньютона, метод бисекции или метод половинного деления, чтобы приблизительно найти корни этого уравнения.
Давайте воспользуемся методом бисекции, который является относительно простым методом численного решения уравнений. Он предполагает, что функция меняет знак в точках, где она пересекает ось x. Мы будем искать корни на интервалах, где функция меняет знак.
Сначала найдем интервалы, где функция меняет знак:
- f(−2)=2(−2)3+3(−2)2−12(−2)−3 и f(−1)=2(−1)3+3(−1)2−12(−1)−3.
- f(0)=2(0)3+3(0)2−12(0)−3 и f(1)=2(1)3+3(1)2−12(1)−3.
- f(2)=2(2)3+3(2)2−12(2)−3 и f(3)=2(3)3+3(3)2−12(3)−3.
Проверим, в каких интервалах функция меняет знак, и выберем интервалы, где есть корни.
Применяем метод бисекции на выбранных интервалах, чтобы найти корни функции.
Давайте начнем с поиска корней на интервалах, где функция меняет знак.
f(−2)f(−1)f(0)f(1)f(2)f(3)=2(−2)3+3(−2)2−12(−2)−3=−35=2(−1)3+3(−1)2−12(−1)−3=8=2(0)3+3(0)2−12(0)−3=−3=2(1)3+3(1)2−12(1)−3=−10=2(2)3+3(2)2−12(2)−3=29=2(3)3+3(3)2−12(3)−3=90 Мы видим, что функция меняет знак между интервалами [−2,−1], [−1,0], и [1,2]. Выберем, например, интервал [−2,−1] для применения метода бисекции.
Применим метод бисекции для нахождения приблизительного корня на интервале [−2,−1]. Начнем с середины интервала как начального приближения для корня.
Применение метода бисекции:
- Начальное приближение: xнач=−1.5 (середина интервала [−2,−1]).
- Погрешность: допустимая погрешность ∣ϵ∣=0.001.
Итерации метода бисекции:
- Итерация 1: x1=2−2+−1.5=−1.75. f(−1.75)=2(−1.75)3+3(−1.75)2−12(−1.75)−3≈2.609375.
- Итерация 2: x2=2−1.75+−1.5=−1.625. f(−1.625)≈−0.978149.
Продолжаем итерации, пока не достигнем необходимой точности.
Применяя аналогичные шаги для интервалов