解方程 2x3−7x+2=02x^3 - 7x + 2 = 0,将非有理数根保留为 a±b2a \pm b\sqrt{2} 的形式,其中 aa 和 bb 是有理数。

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完整解法

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1. Use the Factor Theorem to find an integer root of the polynomial.

Let f(x)=2x3−7x+2f(x) = 2x^3 - 7x + 2.
Testing integer values:
f(1)=2(1)3−7(1)+2=−3≠0f(1) = 2(1)^3 - 7(1) + 2 = -3 \neq 0
f(−1)=2(−1)3−7(−1)+2=7≠0f(-1) = 2(-1)^3 - 7(-1) + 2 = 7 \neq 0
f(2)=2(2)3−7(2)+2=4≠0f(2) = 2(2)^3 - 7(2) + 2 = 4 \neq 0
f(−2)=2(−2)3−7(−2)+2=−16+14+2=0f(-2) = 2(-2)^3 - 7(-2) + 2 = -16 + 14 + 2 = 0
Since f(−2)=0f(-2) = 0, x=−2x = -2 is a root and (x+2)(x + 2) is a factor.

2. Factorise the cubic polynomial completely by finding the quadratic factor.

Let 2x3−7x+2=(x+2)(Ax2+Bx+C)2x^3 - 7x + 2 = (x + 2)(Ax^2 + Bx + C).
Comparing coefficients:
Coefficient of x3x^3: A=2A = 2
Constant term: 2C=2  ⟹  C=12C = 2 \implies C = 1
Coefficient of x2x^2: B+2A=0  ⟹  B+4=0  ⟹  B=−4B + 2A = 0 \implies B + 4 = 0 \implies B = -4
So, 2x3−7x+2=(x+2)(2x2−4x+1)=02x^3 - 7x + 2 = (x + 2)(2x^2 - 4x + 1) = 0.

3. Solve the quadratic equation to find the remaining roots.

For 2x2−4x+1=02x^2 - 4x + 1 = 0, using the quadratic formula:
x=−(−4)±(−4)2−4(2)(1)2(2)x = \frac{-(-4) \pm \sqrt{(-4)^2 - 4(2)(1)}}{2(2)}
x=4±16−84x = \frac{4 \pm \sqrt{16 - 8}}{4}
x=4±84x = \frac{4 \pm \sqrt{8}}{4}

4. Simplify the surd to the required form $a \pm b\sqrt{2}$.

x=4±224x = \frac{4 \pm 2\sqrt{2}}{4}
x=1±122x = 1 \pm \frac{1}{2}\sqrt{2}
The roots are x=−2x = -2 and x=1±122x = 1 \pm \frac{1}{2}\sqrt{2}.

答案

x=−2,x=1±122x = -2, x = 1 \pm \frac{1}{2}\sqrt{2}

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