综观本题,大意是:要制作一个体积至少400立方厘米鱼缸,长、宽相等而高比宽增加16厘米,求解。(原题目中出现了一个数字为16米,这将近五层楼高,故认为是16厘米之误。另外:本题是作为趣味题目提出,它是没有实际应用意义的,设想一个大约为一易拉罐多一点点容积的鱼缸,怎么养鱼呢?这是外话。)
设长为xcm,则宽也为xcm,高为(x+16)cm,依题意列不等式:
x*x*(x+16)>=400
整理为:
x^3+16x^2-400>=0
这是一个高次不等式的问题,可采用标根法求解。因题目要求体积大于或等于400立方厘米,为了分解因式方便,把体积增加到512立方厘米。
x^3+16x^2+64x-64x-512>=0
x*(x+8)^2-64(x+8)>=0
(x+8)(x^2+8x-64)>=0
求出各因式的根(或近似值)为x1=-8.94、x2=-8、x3=4.94,不等式为:
(x+8.94)(x+8)(x-4.94)>=0
把根标记在数轴上如图。当x>4.94时,不等式左边取正值;当-8<x<4.94时,不等式左边取负值;当-8.94<x<-8不等式左边取正值;当x<-8.94时,不等式左边取负值。按实际综合求得不等式的解集为x>4.9(厘米)。经验算,当x=4.9厘米时,容积为4.9*4.9*20.9≈502(立方厘米),若调整为x=4.5厘米时,容积为4.5*4.5*20.9≈415(立方厘米),适合原题意。
因为要解不等式,必须将原不等式化为(a-x1)(a-x2)(a-x3)≤0的形式。
方程x³-16x²+400=0的系数
a=1,b=-16,c=0,d=400,(注意此处的a不是原不等式的a)
重根判别式为
A = b² - 3ac = b² = 256
B = bc - 9ad = -9ad = -3600
C = c² - 3bd = -3bd = 19200
总判别式 △ = B² - 4AC = 3600² - 4×256×19200 = -670,0000 < 0
故而原方程有三个不等实根。
T = (2Ab-3aB)/(2√A³) = (-2×256×16 + 3×3600)/(2√256³) = 2608/8192
θ = arccosT = arccos(2608/8192)
则方程x³-16x²+400=0的三个不等实根为
x1 = (-b-2√Acos(θ/3))/(3a) = (16-32cos(θ/3))/3 ≈ -4.4253
x2,3 =[-b+√A(cos(θ/3)±√3sin(θ/3))]/(3a) = [16 + 16(cos(θ/3)±√3sin(θ/3))]/3
x2 ≈ 6.4831
x3 ≈ 13.9422
将近似跟代入原方程展开可得
(x-x1)(x-x2)(x-x3) = x³-(x1+x2+x3)x²+(x1x2+x2x3+x1x3)x-x1x2x3
x1+x2+x3 = -4.4253 + 6.4831 + 13.9422 = -16
x1x2+x2x3+x1x3 = 0.0005
x1x2x3 = -399.9975
显然,系数与原方程相差无几,小有差别也是近似根的问题。
得到x1,x2,x3之后原不等式化为(a-x1)(a-x2)(a-x3)≤0
按照数轴标根法,可得a的取值范围为a<x1或x2<a<x3,用近似根表示即
a<-4.4253或6.4831<a<13.9422
解16a2-400=a3 a=
解左边的区间就是答案
用图像法,把左右两边看成两个函数,画在同一个图里,a3在下面的区间就是解。
不会啊
广告 您可能关注的内容 |