Для решения биоквадратного уравнения ( x^4 + 9x^2 + 8 = 0 ), можно использовать замену переменной. Биоквадратное уравнение имеет вид ( ax^4 + bx^2 + c = 0 ), где ( a ), ( b ) и ( c ) — константы.
Для удобства введем новую переменную: ( y = x^2 ). Тогда уравнение ( x^4 + 9x^2 + 8 = 0 ) можно записать как уравнение относительно ( y ):
[ y^2 + 9y + 8 = 0 ]
Теперь решим это квадратное уравнение относительно ( y ). Для этого можно воспользоваться формулой для корней квадратного уравнения ( ay^2 + by + c = 0 ):
[ y_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} ]
В нашем случае ( a = 1 ), ( b = 9 ), ( c = 8 ). Подставим эти значения в формулу:
[ y{1,2} = \frac{-9 \pm \sqrt{9^2 - 4 \cdot 1 \cdot 8}}{2 \cdot 1} ]
[ y{1,2} = \frac{-9 \pm \sqrt{81 - 32}}{2} ]
[ y{1,2} = \frac{-9 \pm \sqrt{49}}{2} ]
[ y{1,2} = \frac{-9 \pm 7}{2} ]
Получаем два корня:
- ( y_1 = \frac{-9 + 7}{2} = \frac{-2}{2} = -1 )
- ( y_2 = \frac{-9 - 7}{2} = \frac{-16}{2} = -8 )
Теперь вернемся к исходной переменной ( x ). Напомним, что ( y = x^2 ). Следовательно, нам нужно решить два уравнения:
- ( x^2 = -1 )
- ( x^2 = -8 )
Поскольку квадрат числа не может быть отрицательным в действительных числах, уравнения ( x^2 = -1 ) и ( x^2 = -8 ) не имеют решений в области действительных чисел. Однако, если рассматривать комплексные числа, то решения будут следующие:
Для уравнения ( x^2 = -1 ):
[ x = \pm i ]
Для уравнения ( x^2 = -8 ):
[ x = \pm \sqrt{-8} = \pm \sqrt{8} \cdot i = \pm 2\sqrt{2} \cdot i ]
Таким образом, решения уравнения ( x^4 + 9x^2 + 8 = 0 ) в комплексных числах:
[ x = \pm i ]
[ x = \pm 2\sqrt{2} \cdot i ]
Итак, полный набор решений включает:
[ x = i, \, x = -i, \, x = 2\sqrt{2}i, \, x = -2\sqrt{2}i ]